JP2018131673A - Sputtering deposition apparatus and method, and method for manufacturing laminate film - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering deposition apparatus and the like, capable of performing reactive sputtering for long time.SOLUTION: In a film deposition apparatus having at least one film deposition means constituted of reactive multitarget sputtering deposition means, the sputtering deposition means comprises: a cathode box 212 having first and second cathode chambers 601 and 602 partitioned by a partition plate 214; a first target (Cu) and a second target (Ni) mounted on sputtering cathode 202 and 203 stored in each cathode chamber; and means 206 for supplying Ar gas into the first cathode chamber and means 207 and 208 for supplying Ar gas including reactive gas (O), water and the like into the second cathode chamber. Cu target particles flying from the first cathode chamber merges with Ni target particles flying from the second cathode chamber in the top direction of the partition plate in a space region in the vicinity of a can roll 200 to deposit a reactive multitarget sputtering film.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、スパッタリング成膜装置とスパッタリング成膜方法および積層体フィルムの製造方法に係り、特に、安定して長時間の反応性スパッタリング成膜を可能にするスパッタリング成膜装置とスパッタリング成膜方法および積層体フィルムの製造方法の改良に関するものである。   The present invention relates to a sputtering film forming apparatus, a sputtering film forming method, and a laminate film manufacturing method, and more particularly, to a sputtering film forming apparatus, a sputtering film forming method, and The present invention relates to an improvement in a method for producing a laminate film.

液晶パネル、ノートパソコン、携帯電話、タッチパネル等に使用される電極基板フィルムの材料として、従来、透明基板(樹脂フィルム)とこの基板上に成膜された積層膜(金属吸収層と金属層から成る)を有する積層体フィルムが利用されている。   As a material for electrode substrate films used in liquid crystal panels, notebook computers, mobile phones, touch panels, etc., conventionally, a transparent substrate (resin film) and a laminated film formed on this substrate (consisting of a metal absorption layer and a metal layer) ) Is used.

また、上記金属吸収層は、通常、金属酸化膜若しくは金属窒化膜で構成され、かつ、積層体フィルムの製造法としてはスパッタリング法が広く採用されている。   The metal absorption layer is usually composed of a metal oxide film or a metal nitride film, and a sputtering method is widely used as a method for producing a laminate film.

また、上記金属吸収層を成膜するために酸化物ターゲット若しくは窒化物ターゲットを使用した場合、成膜速度が遅くなって生産性が低下することがあるため、上記金属吸収層を成膜する場合、合金ターゲット(例えば、CuNi合金等のターゲット)を用いかつ真空チャンバー内に反応性ガス(酸素ガス若しくは窒素ガス)を導入する反応性スパッタリングが採用されている。   In addition, when an oxide target or a nitride target is used to form the metal absorption layer, the film formation rate may be slowed to reduce productivity. Reactive sputtering using an alloy target (for example, a target such as a CuNi alloy) and introducing a reactive gas (oxygen gas or nitrogen gas) into a vacuum chamber is employed.

ところで、CuNi合金等のターゲットと反応性ガス(酸素ガス)を用いた反応性スパッタリングにより長尺の樹脂フィルム面に金属酸化膜から成る金属吸収層が連続成膜され、この金属吸収層上に銅等のターゲットを用いたスパッタリングにより金属層を連続成膜して製造された積層体フィルムを材料に用いて上記電極基板フィルムを作製しようとした場合、以下のような問題が存在した。   By the way, a metal absorption layer made of a metal oxide film is continuously formed on the surface of a long resin film by reactive sputtering using a target such as a CuNi alloy and a reactive gas (oxygen gas), and copper is formed on the metal absorption layer. When the above-mentioned electrode substrate film was produced using a laminate film produced by continuously forming a metal layer by sputtering using a target such as the above, the following problems existed.

すなわち、上記積層体フィルムの積層膜(金属吸収層と金属層)をエッチング処理して電極基板フィルムを作製する際、連続成膜の初期段階に金属吸収層が形成されている成膜始端側積層体フィルムと比較して、連続成膜の終期段階に金属吸収層が形成されている成膜終端側積層体フィルムを用いた場合にエッチング性が劣り、これに起因して電極基板フィルムにおける回路パターンの加工精度が安定しない問題が存在した。   That is, when a laminated film (metal absorption layer and metal layer) of the above-mentioned laminate film is etched to produce an electrode substrate film, the film formation start side lamination in which the metal absorption layer is formed in the initial stage of continuous film formation Compared with the body film, the etching property is inferior when the film-forming end side laminate film in which the metal absorption layer is formed in the final stage of continuous film formation, resulting in the circuit pattern in the electrode substrate film. There was a problem that the machining accuracy of was not stable.

上記成膜終端側積層体フィルム(連続成膜の終期段階に金属吸収層が形成されている積層体フィルム)を適用した場合にエッチング性が劣る問題について、特許文献1および特許文献2では、その原因として反応性スパッタリングにおける成膜環境の経時変化(真空チャンバー内における残留水分の経時変化)を予測し、以下のような解決手法を提案している。   Regarding the problem of poor etching properties when the above-mentioned film formation termination side laminate film (laminate film in which a metal absorption layer is formed at the final stage of continuous film formation) is applied, in Patent Document 1 and Patent Document 2, As a cause, the time-dependent change of the film forming environment in reactive sputtering (the time-dependent change of residual moisture in the vacuum chamber) is predicted, and the following solution method is proposed.

すなわち、CuNi合金等のターゲットと反応性ガス(酸素ガス)を用いた反応性スパッタリングにより金属吸収層(金属酸化膜)を形成する際、特許文献1においては、反応性ガスに水を含ませて真空チャンバー内における水分量の減少分を補いながら金属吸収層(金属酸化膜)を成膜する方法を提案し、特許文献2においては、反応性ガスに水素を含ませて真空チャンバー内における水分量の減少分を補いながら金属吸収層(金属酸化膜)を成膜する方法を提案している。   That is, when forming a metal absorption layer (metal oxide film) by reactive sputtering using a target such as a CuNi alloy and a reactive gas (oxygen gas), in Patent Document 1, water is included in the reactive gas. A method for forming a metal absorption layer (metal oxide film) while compensating for the decrease in the amount of moisture in the vacuum chamber is proposed. In Patent Document 2, hydrogen is included in the reactive gas to provide the amount of moisture in the vacuum chamber. Has proposed a method of forming a metal absorption layer (metal oxide film) while compensating for the decrease in the thickness.

そして、特許文献1および特許文献2で提案された各方法を採用することにより上記積層体フィルムにおける積層膜のエッチング性が改善されるとしている。   And the etching property of the laminated film in the said laminated body film is improved by employ | adopting each method proposed by patent document 1 and patent document 2. FIG.

図5は、真空チャンバー内における水分量の減少分を補いながら金属吸収層(金属酸化膜)を成膜する特許文献1および特許文献2に記載のスパッタリング成膜装置(スパッタリングウェブコータ)を示しており、長尺樹脂フィルム12を表面に接触保持させて搬送する冷却キャンロール16の対向側に、成膜手段としてのマグネトロンスパッタリングカソード17、18、19および20が配置され、これ等マグネトロンスパッタリングカソード17、18、19、20の近傍に、水等を含ませた反応性ガス(酸素ガス)とプロセスガス(アルゴンガス等)の混合ガスを放出するガス供給パイプ25、26、27、28、29、30、31、32が付設された構造になっている。   FIG. 5 shows a sputtering film forming apparatus (sputtering web coater) described in Patent Document 1 and Patent Document 2 that forms a metal absorption layer (metal oxide film) while compensating for the reduced amount of moisture in the vacuum chamber. Further, magnetron sputtering cathodes 17, 18, 19 and 20 as film forming means are disposed on the opposite side of the cooling can roll 16 which conveys the long resin film 12 in contact with the surface, and these magnetron sputtering cathodes 17 are provided. , 18, 19, 20, gas supply pipes 25, 26, 27, 28, 29, which discharge a mixed gas of a reactive gas (oxygen gas) containing water or the like and a process gas (argon gas or the like), 30, 31 and 32 are attached.

尚、図5に示すスパッタリング成膜装置(スパッタリングウェブコータ)においては、板状のターゲット(図示せず)が装着されるマグネトロンスパッタリングカソード17、18、19、20を用いた構造になっているが、ターゲットが板状の場合、ターゲット表面に非エロージョン領域(下記パーティクル堆積物が関与する領域)が形成される欠点がある。このため、図6に示すように、表面に非エロージョン領域が形成されないロータリーターゲット(図示せず)を装着する円筒状マグネトロンスパッタリングカソード117、118、119、120が適用される場合もある。   The sputtering film forming apparatus (sputtering web coater) shown in FIG. 5 has a structure using magnetron sputtering cathodes 17, 18, 19, and 20 on which a plate-like target (not shown) is mounted. When the target is plate-shaped, there is a drawback that a non-erosion region (a region in which the following particle deposit is involved) is formed on the target surface. For this reason, as shown in FIG. 6, cylindrical magnetron sputtering cathodes 117, 118, 119, and 120 on which a rotary target (not shown) in which a non-erosion region is not formed on the surface are mounted may be applied.

WO 2016/084605 A1公報WO 2016/084605 A1 publication WO 2016/067943 A1公報WO 2016/067943 A1 publication

J.Vac.Soc.Jpn.Vol.53,No.9,(2010),p515−520J. et al. Vac. Soc. Jpn. Vol. 53, no. 9, (2010), p515-520

ところで、CuNi合金等から成る合金ターゲットがスパッタリングカソードに装着された図5や図6に示すスパッタリング成膜装置(スパッタリングウェブコータ)を用い、反応性スパッタリング法により金属吸収層(金属酸化膜)の連続成膜を行った場合、反応性ガス(酸素ガス)と合金ターゲットが反応して生成される化合物がパーティクル堆積物として合金ターゲットの非エロージョン領域に堆積し、更に、合金ターゲットのエロージョン領域端部にノジュールと呼ばれる異物が発生してしまうことが知られている。   By the way, a continuous metal absorption layer (metal oxide film) is formed by a reactive sputtering method using a sputtering film forming apparatus (sputtering web coater) shown in FIGS. 5 and 6 in which an alloy target made of a CuNi alloy or the like is mounted on a sputtering cathode. When film formation is performed, a compound produced by a reaction between the reactive gas (oxygen gas) and the alloy target is deposited as a particle deposit on the non-erosion region of the alloy target, and further, at the end of the erosion region of the alloy target. It is known that foreign matters called nodules are generated.

そして、非エロージョン領域にパーティクル堆積物が堆積し、かつ、エロージョン領域端部にノジュールが発生すると、その後の反応性スパッタリングに支障を来してしまう問題があり、特に、スパッタリングカソードへの投入電力(スパッタ電力)または投入電流(スパッタ電流)が高く設定されている場合に顕著であった。   If particle deposits are deposited in the non-erosion region and nodules are generated at the end of the erosion region, there is a problem that the subsequent reactive sputtering is hindered. This was remarkable when the sputtering power or the input current (sputtering current) was set high.

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、反応性ガス(酸素ガス)を用いた反応性スパッタリングにより、例えば金属吸収層(金属酸化膜)を連続成膜した場合においても、安定して長時間の反応性スパッタリング成膜を可能にするスパッタリング成膜装置とスパッタリング成膜方法および積層体フィルムの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems, and the problem is that, for example, a metal absorption layer (metal oxide film) is continuously formed by reactive sputtering using a reactive gas (oxygen gas). An object of the present invention is to provide a sputtering film-forming apparatus, a sputtering film-forming method, and a method for producing a laminated film, which enable stable reactive sputtering film formation for a long time even when the film is formed.

上記課題を解決するため本発明者が鋭意研究を継続した結果、以下のような技術的知見を得るに至った。   As a result of continual research by the inventor in order to solve the above problems, the following technical knowledge has been obtained.

まず、特許文献1〜2の方法おいては、CuNi合金等から成る合金ターゲットと反応性ガス(酸素ガス)を用いた金属吸収層(金属酸化膜)の成膜がなされるが、反応性スパッタリングによるCuNi合金の酸化はCuよりNiの方が支配的であることが確認された。すなわち、合金ターゲットと反応性ガス(酸素ガス)を用いた反応性スパッタリングでは、酸化はCuよりNiの方が支配的であるため、Cuの酸化が起こり難い分、合金ターゲットを装着したスパッタリングカソードへの投入電力(スパッタ電力)に大きな無駄が存在した。   First, in the methods of Patent Documents 1 and 2, a metal absorption layer (metal oxide film) is formed using an alloy target made of a CuNi alloy or the like and a reactive gas (oxygen gas). It was confirmed that Ni was more dominant than Cu in the oxidation of CuNi alloy by Cu. That is, in reactive sputtering using an alloy target and a reactive gas (oxygen gas), since oxidation of Ni is more dominant than Cu, the oxidation of Cu hardly occurs. There was a great waste of power input (sputtering power).

また、CuNi合金等から成る合金ターゲットと反応性ガス(酸素ガス)を用いて金属吸収層(金属酸化膜)を成膜する場合、Cuの酸化が起こり難いことからスパッタリングカソードへの投入電力(スパッタ電力)を高く設定する必要があり、その分、合金ターゲットの非エロージョン領域にパーティクル堆積物が堆積し易くなることも確認された。   In addition, when a metal absorption layer (metal oxide film) is formed using an alloy target made of CuNi alloy or the like and a reactive gas (oxygen gas), it is difficult to oxidize Cu. It was also confirmed that particle deposits were easily deposited in the non-erosion region of the alloy target.

そこで、CuNi合金等から成る合金ターゲットを用いる従来の反応性スパッタリング法に代えて、「Cuターゲット」およびCu以外の「添加用金属(例えばNi)ターゲット」に分割した反応性多元スパッタリング成膜法の採用を試みたところ、上記課題が解決されることを発見するに至った。   Therefore, instead of the conventional reactive sputtering method using an alloy target made of a CuNi alloy or the like, the reactive multi-source sputtering film forming method divided into “Cu target” and “addition metal (for example, Ni) target” other than Cu. Attempting to hire them led to the discovery that the above problems could be solved.

すなわち、本発明に係る第1の発明は、
長尺体を表面に接触保持させて搬送する冷却キャンロールと、該冷却キャンロール表面に対向して配置された複数のスパッタリング成膜手段を真空チャンバー内に備え、かつ、上記スパッタリング成膜手段と冷却キャンロールとの隙間部を搬送される長尺体表面に薄膜を形成すると共に、上記スパッタリング成膜手段の少なくとも一つが反応性多元スパッタリング成膜手段により構成されるスパッタリング成膜装置において、
上記反応性多元スパッタリング成膜手段が、冷却キャンロール側が開放されたカソードボックスと、該カソードボックス内の仕切り板により区画された第一カソード室および第二カソード室と、上記第一カソード室内に収容されかつ第一ターゲットが装着される第一スパッタリングカソードおよび第二カソード室内に収容されかつ第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードと、上記第一カソード室内にプロセスガスを供給するガス供給手段および第二カソード室内に反応性ガスが含まれるプロセスガスを供給するガス供給手段を備えており、上記仕切り板の先端方向でかつ冷却キャンロール近傍の空間領域において第一カソード室から飛来する第一ターゲット粒子と第二カソード室から飛来する第二ターゲット粒子を合流させて反応性多元スパッタリング成膜がなされることを特徴とするものである。
That is, the first invention according to the present invention is:
A cooling can roll that conveys a long body in contact with the surface, and a plurality of sputtering film forming means arranged opposite to the surface of the cooling can roll are provided in a vacuum chamber, and the sputtering film forming means In the sputtering film forming apparatus in which a thin film is formed on the surface of the elongated body conveyed through the gap with the cooling can roll, and at least one of the sputtering film forming means is constituted by a reactive multi-source sputtering film forming means,
The reactive multi-source sputtering film forming means is accommodated in a cathode box having a cooling can roll side open, a first cathode chamber and a second cathode chamber partitioned by a partition plate in the cathode box, and the first cathode chamber. And a second sputtering cathode housed in the first sputtering cathode and the second cathode chamber to which the first target is mounted and a second target is mounted, a gas supply means for supplying a process gas into the first cathode chamber, and A first target that is provided with a gas supply means for supplying a process gas containing a reactive gas in the second cathode chamber and that comes from the first cathode chamber in the space region in the direction of the tip of the partition plate and in the vicinity of the cooling can roll. Combine the particles and the second target particles flying from the second cathode chamber It is characterized in that the reactive multi-source sputtering deposition is performed.

また、本発明に係る第2の発明は、
第1の発明に記載のスパッタリング成膜装置において、
複数の磁石が内部に固定配置されたマグネトロンスパッタリングカソードにより上記第一スパッタリングカソードと第二スパッタリングカソードが構成され、かつ、各磁石における上記冷却キャンロールに対向する面の中心部における法線が冷却キャンロール近傍における上記空間領域の略中心部で交わるようになっていることを特徴とし、
第3の発明は、
第1の発明または第2の発明に記載のスパッタリング成膜装置において、
上記第二ターゲットを装着する第二スパッタリングカソードが円筒状マグネトロンスパッタリングカソードで構成され、かつ、上記第二ターゲットがロータリーターゲットで構成されることを特徴とし、
第4の発明は、
第1の発明に記載のスパッタリング成膜装置において、
開口部を有する遮蔽マスクが上記カソードボックスの冷却キャンロール近傍位置に配置され、かつ、遮蔽マスクの開口部が冷却キャンロール近傍の上記空間領域に位置整合されていることを特徴とするものである。
Further, the second invention according to the present invention is:
In the sputtering film forming apparatus according to the first invention,
The first sputtering cathode and the second sputtering cathode are constituted by a magnetron sputtering cathode in which a plurality of magnets are fixedly arranged, and the normal line at the center of the surface of each magnet facing the cooling can roll is a cooling can. It is characterized in that it intersects at the approximate center of the space area in the vicinity of the roll,
The third invention is
In the sputtering film forming apparatus according to the first invention or the second invention,
The second sputtering cathode on which the second target is mounted is composed of a cylindrical magnetron sputtering cathode, and the second target is composed of a rotary target,
The fourth invention is:
In the sputtering film forming apparatus according to the first invention,
A shielding mask having an opening is disposed at a position near the cooling can roll of the cathode box, and an opening of the shielding mask is aligned with the space area near the cooling can roll. .

次に、本発明に係る第5の発明は、
真空チャンバー内に設けられた冷却キャンロール表面に長尺体を接触保持させて搬送すると共に、該冷却キャンロール表面に対向して配置された複数のスパッタリング成膜手段により長尺体表面に薄膜を形成し、かつ、上記スパッタリング成膜手段の少なくとも一つを反応性多元スパッタリング成膜手段で構成したスパッタリング成膜方法において、
上記反応性多元スパッタリング成膜手段が、冷却キャンロール側が開放されたカソードボックスと、該カソードボックス内の仕切り板により区画された第一カソード室および第二カソード室と、上記第一カソード室内に収容されかつ第一ターゲットが装着される第一スパッタリングカソードおよび第二カソード室内に収容されかつ第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードと、上記第一カソード室内にプロセスガスを供給するガス供給手段および第二カソード室内に反応性ガスが含まれるプロセスガスを供給するガス供給手段を備えており、上記仕切り板の先端方向でかつ冷却キャンロール近傍の空間領域において第一カソード室から飛来する第一ターゲット粒子と第二カソード室から飛来する第二ターゲット粒子を合流させて反応性多元スパッタリング成膜を行うことを特徴とする。
Next, the fifth invention according to the present invention is:
The long body is transported while being held in contact with the surface of the cooling can roll provided in the vacuum chamber, and a thin film is formed on the surface of the long body by a plurality of sputtering film forming means arranged to face the cooling can roll surface. In a sputtering film forming method comprising: forming and forming at least one of the sputtering film forming means by a reactive multi-source sputtering film forming means;
The reactive multi-source sputtering film forming means is accommodated in the cathode box opened on the cooling can roll side, the first cathode chamber and the second cathode chamber partitioned by the partition plate in the cathode box, and the first cathode chamber. And a second sputtering cathode housed in the first sputtering cathode and the second cathode chamber to which the first target is mounted and a second target is mounted, a gas supply means for supplying a process gas into the first cathode chamber, and A first target that is provided with a gas supply means for supplying a process gas containing a reactive gas in the second cathode chamber and that comes from the first cathode chamber in the space region in the direction of the tip of the partition plate and in the vicinity of the cooling can roll. Combine the particles and the second target particles flying from the second cathode chamber And performing a reactive multi-source sputtering deposition.

また、第6の発明は、
第5の発明に記載のスパッタリング成膜方法において、
複数の磁石が内部に固定配置されたマグネトロンスパッタリングカソードにより上記第一スパッタリングカソードと第二スパッタリングカソードを構成し、かつ、各磁石における上記冷却キャンロールに対向する面の中心部における法線が冷却キャンロール近傍における上記空間領域の略中心部で交わるようにしたことを特徴とし、
第7の発明は、
第5の発明または第6の発明に記載のスパッタリング成膜方法において、
上記第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードを円筒状マグネトロンスパッタリングカソードで構成し、かつ、上記第二ターゲットをロータリーターゲットで構成したことを特徴とし、
第8の発明は、
第5の発明に記載のスパッタリング成膜方法において、
上記反応性ガスが酸素ガスまたは窒素ガスであることを特徴とし、
第9の発明は、
第5の発明または第8の発明に記載のスパッタリング成膜方法において、
上記反応性ガスが酸素ガスで構成され、かつ、反応性ガスに水若しくは水素が含まれていることを特徴とし、
第10の発明は、
第5の発明に記載のスパッタリング成膜方法において、
上記第一カソード室内に収容する第一ターゲットを銅ターゲットで構成し、第二カソード室内に収容する第二ターゲットを銅以外の添加用金属ターゲットで構成することを特徴とし、
第11の発明は、
第10の発明に記載のスパッタリング成膜方法において、
上記添加用金属ターゲットを、Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Mn、Ni、Co、Znより選ばれる1種以上の金属で構成することを特徴とし、
第12の発明は、
第11の発明に記載のスパッタリング成膜方法において、
第一スパッタリングカソードと第二スパッタリングカソードへの投入電力または投入電流を調整して、銅に対する上記添加用金属の混合比が3〜40%となる銅合金薄膜を形成することを特徴とするものである。
In addition, the sixth invention,
In the sputtering film forming method according to the fifth invention,
The first sputtering cathode and the second sputtering cathode are configured by a magnetron sputtering cathode in which a plurality of magnets are fixedly arranged, and the normal line at the center of the surface of each magnet facing the cooling can roll is a cooling can. It is characterized by intersecting at the approximate center of the space area in the vicinity of the roll,
The seventh invention
In the sputtering film forming method according to the fifth invention or the sixth invention,
The second sputtering cathode on which the second target is mounted is constituted by a cylindrical magnetron sputtering cathode, and the second target is constituted by a rotary target,
The eighth invention
In the sputtering film forming method according to the fifth invention,
The reactive gas is oxygen gas or nitrogen gas,
The ninth invention
In the sputtering film forming method according to the fifth invention or the eighth invention,
The reactive gas is composed of oxygen gas, and the reactive gas contains water or hydrogen,
The tenth invention is
In the sputtering film forming method according to the fifth invention,
The first target accommodated in the first cathode chamber is constituted by a copper target, and the second target accommodated in the second cathode chamber is constituted by a metal target for addition other than copper,
The eleventh invention is
In the sputtering film forming method according to the tenth invention,
The additive metal target is composed of one or more metals selected from Ti, Al, V, W, Ta, Si, Cr, Ag, Mo, Mn, Ni, Co, and Zn,
The twelfth invention
In the sputtering film forming method according to the eleventh invention,
By adjusting the input power or input current to the first sputtering cathode and the second sputtering cathode, a copper alloy thin film in which the mixing ratio of the additive metal to copper is 3 to 40% is formed. is there.

次に、本発明に係る第13の発明は、
透明な樹脂フィルムから成る長尺体と、長尺体の少なくとも片面に形成された積層膜とで構成され、かつ、上記積層膜が、長尺体側から数えて第1層目の金属吸収層と第2層目の銅層と第3層目の金属吸収層を有する積層体フィルムの製造方法において、
第1層目の金属吸収層と第3層目の金属吸収層を、第5の発明〜第12の発明のいずれかに記載のスパッタリング成膜方法で形成することを特徴とし、
第14の発明は、
第13の発明に記載の積層体フィルムの製造方法において、
第1層目の金属吸収層と第3層目の金属吸収層の各膜厚を15nm〜30nmの範囲に設定することを特徴とするものである。
Next, a thirteenth aspect of the present invention is:
It is composed of a long body made of a transparent resin film and a laminated film formed on at least one side of the long body, and the laminated film is a first metal absorption layer counted from the long body side, In the manufacturing method of the laminated body film which has the copper layer of the 2nd layer and the metal absorption layer of the 3rd layer,
The first metal absorption layer and the third metal absorption layer are formed by the sputtering film forming method according to any one of the fifth to twelfth inventions,
The fourteenth invention is
In the method for producing a laminate film according to the thirteenth invention,
The thicknesses of the first metal absorption layer and the third metal absorption layer are set in a range of 15 nm to 30 nm.

本発明に係るスパッタリング成膜装置とスパッタリング成膜方法によれば、
スパッタリング成膜手段の少なくとも一つを反応性多元スパッタリング成膜手段で構成し、かつ、
上記反応性多元スパッタリング成膜手段が、冷却キャンロール側が開放されたカソードボックスと、該カソードボックス内の仕切り板により区画された第一カソード室および第二カソード室と、上記第一カソード室内に収容されかつ第一ターゲットが装着される第一スパッタリングカソードおよび第二カソード室内に収容されかつ第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードと、上記第一カソード室内にプロセスガスを供給するガス供給手段および第二カソード室内に反応性ガスが含まれるプロセスガスを供給するガス供給手段を備えており、
上記仕切り板の先端方向でかつ冷却キャンロール近傍の空間領域において第一カソード室から飛来する第一ターゲット粒子と第二カソード室から飛来する第二ターゲット粒子を合流させて反応性多元スパッタリング成膜を行うことを特徴としている。
According to the sputtering film forming apparatus and the sputtering film forming method of the present invention,
At least one of the sputtering film forming means is constituted by a reactive multi-source sputtering film forming means, and
The reactive multi-source sputtering film forming means is accommodated in the cathode box opened on the cooling can roll side, the first cathode chamber and the second cathode chamber partitioned by the partition plate in the cathode box, and the first cathode chamber. And a second sputtering cathode housed in the first sputtering cathode and the second cathode chamber to which the first target is mounted and a second target is mounted, a gas supply means for supplying a process gas into the first cathode chamber, and A gas supply means for supplying a process gas containing a reactive gas in the second cathode chamber;
Reactive multi-source sputtering film formation is performed by merging the first target particles flying from the first cathode chamber and the second target particles flying from the second cathode chamber in the space region near the front end of the partition plate and in the vicinity of the cooling can roll. It is characterized by doing.

そして、反応性ガスと反応し易いターゲット(第二ターゲット)を第二スパッタリングカソードに装着し、反応性ガスとの反応性が第二ターゲットより劣るターゲット(第一ターゲット)を第一スパッタリングカソードに装着することで、各スパッタリングカソードへの投入電力(または投入電流)についてそれぞれ装着されるターゲットに適した値に設定することができ、かつ、反応性ガスが供給されない第一カソード室内においては第一ターゲット表面へのパーティクル堆積物の発生を防止することも可能となる。   A target that easily reacts with the reactive gas (second target) is attached to the second sputtering cathode, and a target that is less reactive with the reactive gas than the second target (first target) is attached to the first sputtering cathode. By doing so, the input power (or input current) to each sputtering cathode can be set to a value suitable for the target to be mounted, and the first target is not supplied with reactive gas in the first cathode chamber. It is also possible to prevent the generation of particle deposits on the surface.

従って、合金ターゲットを装着したスパッタリングカソードへの投入電力(または投入電流)が高く設定される従来法と比較して投入電力(または投入電流)の無駄が解消され、かつ、スパッタリングカソードへの投入電力(または投入電流)を従来より低く設定できる分、上述したパーティクル堆積物やノジュール等の発生を防止することが可能となる。   Therefore, compared to the conventional method in which the input power (or input current) to the sputtering cathode equipped with the alloy target is set high, the waste of input power (or input current) is eliminated, and the input power to the sputtering cathode is eliminated. Since the (or input current) can be set lower than before, it is possible to prevent the above-described generation of particle deposits, nodules and the like.

樹脂フィルムから成る透明基板の両面に透明基板側から数えて第1層目の金属吸収層と第2層目の金属層を有する積層体フィルムの概略断面説明図。The schematic cross-section explanatory drawing of the laminated body film which has a 1st metal absorption layer and a 2nd metal layer counting from the transparent substrate side on both surfaces of the transparent substrate which consists of a resin film. 樹脂フィルムから成る透明基板の両面に透明基板側から数えて第1層目の金属吸収層と第2層目の金属層を有しかつ金属層が乾式成膜法と湿式成膜法で形成された積層体フィルムの概略断面説明図。The first metal absorption layer and the second metal layer are counted on both sides of the transparent substrate made of a resin film from the transparent substrate side, and the metal layer is formed by a dry film formation method and a wet film formation method. The schematic cross-section explanatory drawing of the laminated body film. 樹脂フィルムから成る透明基板の両面に透明基板側から数えて第1層目の金属吸収層と第2層目の金属層と第3層目の第2金属吸収層を有しかつ金属層が乾式成膜法と湿式成膜法で形成された積層体フィルムの概略断面説明図。The first metal absorption layer, the second metal layer and the third metal absorption layer counted from the transparent substrate side on both sides of the transparent substrate made of a resin film, and the metal layer is dry-type Schematic cross-sectional explanatory drawing of the laminated body film formed with the film-forming method and the wet film-forming method. 樹脂フィルムから成る透明基板の両面に金属製積層細線がそれぞれ形成された電極基板フィルムの概略断面説明図。The schematic cross-section explanatory drawing of the electrode substrate film in which the metal lamination | stacking thin wire | line was formed in both surfaces of the transparent substrate which consists of a resin film, respectively. 板状ターゲットが装着されたスパッタリングカソードを組み込んだ特許文献1と特許文献2に係るスパッタリング成膜装置の構成説明図。Structure explanatory drawing of the sputtering film-forming apparatus which concerns on the patent document 1 and the patent document 2 incorporating the sputtering cathode with which the plate-shaped target was mounted | worn. ロータリーターゲットが装着されたスパッタリングカソードを組み込んだ特許文献1と特許文献2に係るスパッタリング成膜装置の構成説明図。Structure explanatory drawing of the sputtering film-forming apparatus which concerns on patent document 1 and patent document 2 incorporating the sputtering cathode with which the rotary target was mounted | worn. 本発明に係るスパッタリング成膜装置の部分拡大図。The elements on larger scale of the sputtering film-forming apparatus which concerns on this invention. 水分圧制御中における成膜時間(秒)と真空チャンバー内のH2O流量(sccm)との関係、および、成膜時間(秒)と真空チャンバー内のH2O/Arとの関係をそれぞれ示すグラフ図。The relationship between the film formation time (seconds) during the moisture pressure control and the H 2 O flow rate (sccm) in the vacuum chamber, and the relationship between the film formation time (seconds) and H 2 O / Ar in the vacuum chamber, respectively. FIG. 比較例に係るスパッタリング成膜装置の部分拡大図。The elements on larger scale of the sputtering film-forming apparatus which concerns on a comparative example. 図7に示すスパッタリング成膜装置におけるカソードボックスの拡大図。The enlarged view of the cathode box in the sputtering film-forming apparatus shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(1)積層体フィルム
(1-1)第一の積層体フィルム
第一の積層体フィルムは、図1に示すように樹脂フィルムから成る透明基板40と、該透明基板40の両面に乾式成膜法(スパッタリング法)により形成された金属吸収層41、43と金属層42、44とで構成されている。
(1) Laminate film (1-1) First laminate film The first laminate film is composed of a transparent substrate 40 made of a resin film as shown in FIG. The metal absorption layers 41 and 43 and the metal layers 42 and 44 formed by the method (sputtering method) are used.

尚、上記金属層については、乾式成膜法(スパッタリング法)と湿式成膜法(湿式めっき法)を組み合わせて形成してもよい。   The metal layer may be formed by a combination of a dry film formation method (sputtering method) and a wet film formation method (wet plating method).

すなわち、図2に示すように樹脂フィルムから成る透明基板50と、該透明基板50の両面に乾式成膜法(スパッタリング法)により形成された膜厚15nm〜30nmの金属吸収層51、53と、該金属吸収層51、53上に乾式成膜法(スパッタリング法)により形成された金属層52、54と、該金属層52、54上に湿式成膜法(湿式めっき法)により形成された金属層55、56とで構成してもよい。   That is, as shown in FIG. 2, a transparent substrate 50 made of a resin film, and metal absorption layers 51 and 53 with a film thickness of 15 nm to 30 nm formed on both surfaces of the transparent substrate 50 by a dry film forming method (sputtering method); Metal layers 52 and 54 formed on the metal absorption layers 51 and 53 by a dry film formation method (sputtering method), and metals formed on the metal layers 52 and 54 by a wet film formation method (wet plating method) You may comprise with the layers 55 and 56. FIG.

(1-2)第二の積層体フィルム
次に、第二の積層体フィルムは、図2に示した第一の積層体フィルムを前提とし、該積層体フィルムの金属層上に第2金属吸収層を形成して成るものである。
(1-2) Second Laminate Film Next, the second laminate film is premised on the first laminate film shown in FIG. 2, and the second metal absorption on the metal layer of the laminate film. A layer is formed.

すなわち、図3に示すように樹脂フィルムから成る透明基板60と、該透明基板60の両面に乾式成膜法(スパッタリング法)により形成された膜厚15nm〜30nmの金属吸収層61、63と、該金属吸収層61、63上に乾式成膜法(スパッタリング法)により形成された金属層62、64と、該金属層62、64上に湿式成膜法(湿式めっき法)により形成された金属層65、66と、該金属層65、66上に乾式成膜法(スパッタリング法)により形成された膜厚15nm〜30nmの第2金属吸収層67、68とで構成されている。   That is, as shown in FIG. 3, a transparent substrate 60 made of a resin film, and metal absorption layers 61 and 63 having a film thickness of 15 nm to 30 nm formed on both surfaces of the transparent substrate 60 by a dry film forming method (sputtering method); Metal layers 62 and 64 formed on the metal absorption layers 61 and 63 by a dry film formation method (sputtering method), and metal formed on the metal layers 62 and 64 by a wet film formation method (wet plating method) The layers 65 and 66 and the second metal absorption layers 67 and 68 having a film thickness of 15 nm to 30 nm formed on the metal layers 65 and 66 by a dry film forming method (sputtering method).

ここで、図3に示す第二の積層体フィルムにおいて、符号62、65で示す金属層の両面に金属吸収層61と第2金属吸収層67を形成し、また、符号64、66で示す金属層の両面に金属吸収層63と第2金属吸収層68を形成しているのは、該積層体フィルムを用いて作製された電極基板フィルムをタッチパネルに組み込んだときに金属製積層細線から成るメッシュ構造の回路パターンが反射して見えないようにするためである。   Here, in the second laminate film shown in FIG. 3, the metal absorbing layer 61 and the second metal absorbing layer 67 are formed on both surfaces of the metal layers denoted by reference numerals 62 and 65, and the metals denoted by reference numerals 64 and 66 are formed. The metal absorption layer 63 and the second metal absorption layer 68 are formed on both sides of the layer because the mesh made of the metal laminated thin wires when the electrode substrate film produced using the laminate film is incorporated in the touch panel. This is to prevent the circuit pattern of the structure from being reflected.

尚、樹脂フィルムから成る透明基板の片面に金属吸収層を形成し、該金属吸収層上に金属層が形成された第一の積層体フィルムを用いて電極基板フィルムを作製した場合にも、該透明基板からの上記回路パターンの視認を防止することが可能である。   Even when an electrode substrate film is formed using a first laminate film in which a metal absorption layer is formed on one side of a transparent substrate made of a resin film and the metal layer is formed on the metal absorption layer, It is possible to prevent the circuit pattern from being visually recognized from the transparent substrate.

(1-3)金属吸収層
金属吸収層は、Cuターゲット(第一ターゲット)と銅以外の添加用金属ターゲット(第二ターゲット)を適用し、反応性ガス(酸素ガス)を用いた反応性多元スパッタリングにより形成されたCu系合金で構成することが好ましい。
(1-3) Metal Absorption Layer The metal absorption layer is a reactive multiple using a reactive gas (oxygen gas) using a Cu target (first target) and an additional metal target (second target) other than copper. It is preferable to use a Cu-based alloy formed by sputtering.

尚、添加用金属ターゲット(第二ターゲット)については、Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Mn、Ni、Co、Znより選ばれる1種以上の金属で構成することができる。   The additive metal target (second target) is composed of one or more metals selected from Ti, Al, V, W, Ta, Si, Cr, Ag, Mo, Mn, Ni, Co, and Zn. be able to.

(1-4)金属層
金属層を構成する材料としては、電気抵抗値が低い金属であれば特に限定されず、例えば、Cu単体、若しくは、Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Agより選ばれる1種以上の元素が添加されたCu系合金、または、Ag単体、若しくは、Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Cuより選ばれる1種以上の元素が添加されたAg系合金が挙げられ、特に、Cu単体が、回路パターンの加工性や抵抗値の観点から望ましい。
(1-4) Metal layer The material constituting the metal layer is not particularly limited as long as the metal has a low electrical resistance value. For example, Cu alone, Ti, Al, V, W, Ta, Si, Cr Cu-based alloy to which one or more elements selected from Ag are added, or Ag alone, or one or more elements selected from Ti, Al, V, W, Ta, Si, Cr, Cu are added In particular, Cu alone is desirable from the viewpoint of the workability of the circuit pattern and the resistance value.

また、金属層の膜厚は電気特性に依存するものであり、光学的な要素から決定されるものではないが、通常、透過光が測定不能なレベルの膜厚に設定される。   The thickness of the metal layer depends on the electrical characteristics and is not determined from optical elements, but is usually set to a thickness at which transmitted light cannot be measured.

(1-5)透明基板を構成する樹脂フィルム
上記積層体フィルムに適用される樹脂フィルムの材質としては特に限定されることはなく、その具体例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)、ポリオレフィン(PO)、トリアセチルセルロース(TAC)およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂フィルムの単体、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂フィルム単体とこの単体の片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネン樹脂材料については、代表的なものとして、日本ゼオン社のゼオノア(商品名)やJSR社のアートン(商品名)等が挙げられる。
(1-5) Resin film constituting transparent substrate The material of the resin film applied to the laminate film is not particularly limited. Specific examples thereof include polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES). ), Polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), polyolefin (PO), triacetylcellulose (TAC) and norbornene resin material alone, or resin film alone selected from the above resin materials And an acrylic organic film covering one side or both sides of the single body. In particular, as for norbornene resin materials, representative examples include ZEONOR (trade name) manufactured by ZEON Corporation, Arton (trade name) manufactured by JSR Corporation, and the like.

尚、積層体フィルムを用いて作製される下記電極基板フィルムはタッチパネル等に使用されるため、樹脂フィルムの中でも可視波長領域での透明性に優れるものが望ましい。   In addition, since the following electrode substrate film produced using a laminated body film is used for a touch panel etc., what is excellent in transparency in a visible wavelength region among resin films is desirable.

(2)電極基板フィルム
(2-1)上記積層体フィルムの積層膜をエッチング処理して配線加工することにより、液晶パネル、ノートパソコン、携帯電話、タッチパネル等に使用される電極基板フィルムを得ることができる。具体的には、図3に示す積層体フィルムの積層膜をエッチング処理して図4に示すような電極基板フィルムを得ることができる。
(2) Electrode substrate film (2-1) An electrode substrate film used for liquid crystal panels, notebook computers, mobile phones, touch panels, etc. is obtained by etching and processing the laminated film of the laminate film. Can do. Specifically, an electrode substrate film as shown in FIG. 4 can be obtained by etching the laminate film of the laminate film shown in FIG.

すなわち、図4に示す電極基板フィルムは、樹脂フィルムから成る透明基板70と、該透明基板70の両面に設けられた金属製積層細線から成るメッシュ構造の回路パターンを有し、上記金属製積層細線が、透明基板70側から数えて第1層目の金属吸収層71、73と、第2層目の金属層72、75、74、76と、第3層目の第2金属吸収層77、78とで構成されている。   That is, the electrode substrate film shown in FIG. 4 has a circuit pattern having a mesh structure composed of a transparent substrate 70 made of a resin film and metal laminated thin wires provided on both surfaces of the transparent substrate 70. Counting from the transparent substrate 70 side, the first metal absorbing layers 71, 73, the second metal layers 72, 75, 74, 76, the third metal absorbing layer 77, 78.

そして、電極基板フィルムの電極(配線)パターンをタッチパネル用のストライプ状若しくは格子状とすることでタッチパネルに用いることができる。また、電極(配線)パターンに配線加工された金属製積層細線は、積層体フィルムの積層構造を維持していることから、高輝度照明下においても透明基板に設けられた電極等の回路パターンが極めて視認され難い電極基板フィルムとして提供することができる。   And it can use for a touch panel by making the electrode (wiring) pattern of an electrode substrate film into the stripe form or grid | lattice form for touch panels. Moreover, since the metal laminated thin wire processed into the electrode (wiring) pattern maintains the laminated structure of the laminate film, the circuit pattern such as the electrode provided on the transparent substrate even under high-luminance illumination It can be provided as an electrode substrate film that is extremely difficult to be visually recognized.

(2-2)そして、積層体フィルムから電極基板フィルムに配線加工するには、公知のサブトラクティブ法により加工が可能である。サブトラクティブ法は、積層体フィルムの積層膜表面にフォトレジスト膜を形成し、配線パターンを形成したい箇所にフォトレジスト膜が残るように露光、現像し、かつ、上記積層膜表面にフォトレジスト膜が存在しない箇所の積層膜を化学エッチングにより除去して配線パターンを形成する方法である。 (2-2) And wiring processing from the laminate film to the electrode substrate film can be performed by a known subtractive method. In the subtractive method, a photoresist film is formed on the laminate film surface of the laminate film, exposed and developed so that the photoresist film remains at a position where a wiring pattern is to be formed, and the photoresist film is formed on the laminate film surface. This is a method of forming a wiring pattern by removing a laminated film at a location that does not exist by chemical etching.

化学エッチングのエッチング液としては、例えば、塩化第二鉄水溶液や塩化第二銅水溶液を用いることができる。   As an etching solution for chemical etching, for example, a ferric chloride aqueous solution or a cupric chloride aqueous solution can be used.

(3)特許文献1、2に記載されたスパッタリング成膜装置
(3-1)板状ターゲットが装着されたスパッタリング成膜装置
特許文献1、2に記載された従来のスパッタリング成膜装置は、図5に示すように真空チャンバー10内に設けられており、巻き出しロール11から巻き出された長尺樹脂フィルム(長尺体)12に対して所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール24で巻き取るようになっている。これ等巻き出しロール11から巻き取りロール24までの搬送経路の途中にモータで回転駆動される冷却キャンロール16が配置されている。キャンロール16の内部には、真空チャンバー10の外部で温調された冷媒が循環している。
(3) Sputtering film forming apparatus described in Patent Documents 1 and 2 (3-1) Sputtering film forming apparatus equipped with a plate-like target The conventional sputtering film forming apparatus described in Patent Documents 1 and 2 5 is provided in the vacuum chamber 10, and after performing a predetermined film forming process on the long resin film (long body) 12 unwound from the unwinding roll 11, the winding roll 24 is wound up. A cooling can roll 16 that is rotationally driven by a motor is disposed in the middle of the conveyance path from the unwinding roll 11 to the winding roll 24. A coolant whose temperature is adjusted outside the vacuum chamber 10 circulates inside the can roll 16.

真空チャンバー10内では、スパッタリング成膜のため、到達圧力10-4Pa程度までの減圧と、その後のプロセスガス(スパッタリングガス)の導入による0.1〜10Pa程度の圧力調整が行われる。プロセスガスにはアルゴン等公知のガスが使用され、更に、反応性ガス(酸素ガス)が添加される。真空チャンバー10の形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく種々のものを使用することができる。また、真空チャンバー10内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー10にはドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等種々の装置(図示せず)が組み込まれている。 In the vacuum chamber 10, for the sputtering film formation, the pressure is reduced to an ultimate pressure of about 10 −4 Pa and the pressure is adjusted to about 0.1 to 10 Pa by introducing a process gas (sputtering gas) thereafter. A known gas such as argon is used as the process gas, and a reactive gas (oxygen gas) is further added. The shape and material of the vacuum chamber 10 are not particularly limited as long as they can withstand such a reduced pressure state, and various types can be used. In order to maintain the vacuum chamber 10 under reduced pressure, various devices (not shown) such as a dry pump, a turbo molecular pump, and a cryocoil are incorporated in the vacuum chamber 10.

巻き出しロール11からキャンロール16までの搬送経路には、長尺樹脂フィルム12を案内するフリーロール13と、長尺樹脂フィルム12の張力の測定を行う張力センサロール14がこの順で配置されている。また、張力センサロール14から送り出されてキャンロール16に向かう長尺樹脂フィルム12は、キャンロール16の近傍に設けられたモータ駆動の前フィードロール15によってキャンロール16の周速度に対する調整が行われ、これによりキャンロール16の外周面に長尺樹脂フィルム12を密着させることができる。   A free roll 13 for guiding the long resin film 12 and a tension sensor roll 14 for measuring the tension of the long resin film 12 are arranged in this order on the transport path from the unwinding roll 11 to the can roll 16. Yes. The long resin film 12 fed from the tension sensor roll 14 toward the can roll 16 is adjusted with respect to the peripheral speed of the can roll 16 by a motor-driven front feed roll 15 provided in the vicinity of the can roll 16. Thus, the long resin film 12 can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the can roll 16.

キャンロール16から巻き取りロール24までの搬送経路も、上記同様に、キャンロール16の周速度に対する調整を行うモータ駆動の後フィードロール21、長尺樹脂フィルム12の張力の測定を行う張力センサロール22および長尺樹脂フィルム12を案内するフリーロール23がこの順に配置されている。   Similarly to the above, the conveyance path from the can roll 16 to the take-up roll 24 is a motor driven post-feed roll 21 that adjusts the peripheral speed of the can roll 16 and a tension sensor roll that measures the tension of the long resin film 12. 22 and a free roll 23 for guiding the long resin film 12 are arranged in this order.

上記巻き出しロール11および巻き取りロール24では、パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺樹脂フィルム12の張力バランスが保たれている。また、キャンロール16の回転とこれに連動して回転するモータ駆動の前フィードロール15、後フィードロール21により、巻き出しロール11から長尺樹脂フィルム12が巻き出されて巻き取りロール24に巻き取られるようになっている。   In the unwinding roll 11 and the winding roll 24, the tension balance of the long resin film 12 is maintained by torque control using a powder clutch or the like. In addition, the long resin film 12 is unwound from the unwinding roll 11 and wound around the winding roll 24 by the rotation of the can roll 16 and the motor-driven front feed roll 15 and the rear feed roll 21 that rotate in conjunction with the rotation. It has come to be taken.

キャンロール16の近傍には、キャンロール16の外周面上に画定される搬送経路(キャンロール16外周面内の長尺樹脂フィルム12が巻き付けられる領域)に対向する位置に、成膜手段としてのスパッタリングターゲットがそれぞれ装着されるマグネトロンスパッタリングカソード17、18、19および20が配置され、これ等マグネトロンスパッタリングカソード17、18、19、20の近傍に、上述したように水等を含ませた反応性ガス(酸素ガス)とプロセスガス(アルゴンガス等)の混合ガスを放出するガス供給パイプ25、26、27、28、29、30、31、32が付設された構造になっている。   In the vicinity of the can roll 16, as a film forming means, at a position facing a conveyance path defined on the outer peripheral surface of the can roll 16 (a region where the long resin film 12 in the outer peripheral surface of the can roll 16 is wound). Magnetron sputtering cathodes 17, 18, 19, and 20 on which sputtering targets are respectively mounted are disposed, and reactive gas containing water or the like as described above in the vicinity of these magnetron sputtering cathodes 17, 18, 19, 20. Gas supply pipes 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, and 32 for releasing a mixed gas of (oxygen gas) and process gas (argon gas or the like) are provided.

尚、上記マグネトロンスパッタリングカソード19、20を用いて金属層が成膜される場合は、マグネトロンスパッタリングカソード19、20の近傍に付設されたガス供給パイプ29、30、31、32から反応性ガス(酸素ガス)は供給されず、プロセスガス(アルゴンガス等)が供給される。   When the metal layer is formed using the magnetron sputtering cathodes 19 and 20, the reactive gas (oxygen) is supplied from the gas supply pipes 29, 30, 31, and 32 provided in the vicinity of the magnetron sputtering cathodes 19 and 20. Gas) is not supplied, but process gas (argon gas or the like) is supplied.

(3-2)ロータリーターゲットが装着されたスパッタリング成膜装置
図5のスパッタリング成膜装置では、板状ターゲットを装着したマグネトロンスパッタリングカソードが組み込まれているが、ターゲットが板状の場合、上述したようにターゲット表面に非エロージョン領域が形成される欠点がある。このため、図6に示すように、表面に非エロージョン領域が形成されないロータリーターゲット(図示せず)を装着する円筒状マグネトロンスパッタリングカソード117、118、119、120が組み込まれる場合もある。
(3-2) Sputtering film forming apparatus equipped with a rotary target In the sputtering film forming apparatus shown in FIG. 5, a magnetron sputtering cathode equipped with a plate-like target is incorporated. In addition, there is a drawback that a non-erosion region is formed on the target surface. For this reason, as shown in FIG. 6, cylindrical magnetron sputtering cathodes 117, 118, 119, and 120 for mounting a rotary target (not shown) in which a non-erosion region is not formed on the surface may be incorporated.

すなわち、ロータリーターゲットを装着した円筒状マグネトロンスパッタリングカソードが組み込まれた従来のスパッタリング成膜装置は、図6に示すように真空チャンバー110内に設けられており、巻き出しロール111から巻き出された長尺樹脂フィルム(長尺体)112に対して所定の成膜処理を行った後、巻き取りロール124で巻き取るようになっている。これ等巻き出しロール111から巻き取りロール124までの搬送経路の途中にモータで回転駆動される冷却キャンロール116が配置されている。キャンロール116の内部には、真空チャンバー110の外部で温調された冷媒が循環している。   That is, a conventional sputtering film forming apparatus incorporating a cylindrical magnetron sputtering cathode equipped with a rotary target is provided in a vacuum chamber 110 as shown in FIG. A predetermined film forming process is performed on the long resin film 112 (long body), and then the film is wound by a winding roll 124. A cooling can roll 116 that is rotationally driven by a motor is disposed in the middle of the conveyance path from the unwind roll 111 to the take-up roll 124. Inside the can roll 116, a coolant whose temperature is adjusted outside the vacuum chamber 110 circulates.

真空チャンバー110内では、スパッタリング成膜のため、到達圧力10-4Pa程度までの減圧と、その後のプロセスガスの導入による0.1〜10Pa程度の圧力調整が行われる。プロセスガスにはアルゴン等公知のガスが使用され、更に、反応性ガス(酸素ガス)が添加される。真空チャンバー110の形状や材質は、このような減圧状態に耐え得るものであれば特に限定はなく種々のものを使用することができる。また、真空チャンバー110内を減圧してその状態を維持するため、真空チャンバー110にはドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオコイル等種々の装置(図示せず)が組み込まれている。 In the vacuum chamber 110, because of sputtering film formation, pressure reduction to an ultimate pressure of about 10 −4 Pa and subsequent pressure adjustment by about 0.1 to 10 Pa by introduction of a process gas are performed. A known gas such as argon is used as the process gas, and a reactive gas (oxygen gas) is further added. The shape and material of the vacuum chamber 110 are not particularly limited as long as they can withstand such a reduced pressure state, and various types can be used. In order to maintain the vacuum chamber 110 under reduced pressure, various devices (not shown) such as a dry pump, a turbo molecular pump, and a cryocoil are incorporated in the vacuum chamber 110.

巻き出しロール111からキャンロール116までの搬送経路には、長尺樹脂フィルム112を案内するフリーロール113と、長尺樹脂フィルム112の張力の測定を行う張力センサロール114がこの順で配置されている。また、張力センサロール114から送り出されてキャンロール116に向かう長尺樹脂フィルム112は、キャンロール116の近傍に設けられたモータ駆動の前フィードロール115によってキャンロール116の周速度に対する調整が行われ、これによりキャンロール116の外周面に長尺樹脂フィルム112を密着させることができる。   A free roll 113 for guiding the long resin film 112 and a tension sensor roll 114 for measuring the tension of the long resin film 112 are arranged in this order on the transport path from the unwinding roll 111 to the can roll 116. Yes. Further, the long resin film 112 sent from the tension sensor roll 114 toward the can roll 116 is adjusted with respect to the peripheral speed of the can roll 116 by a motor-driven front feed roll 115 provided in the vicinity of the can roll 116. Thus, the long resin film 112 can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the can roll 116.

キャンロール116から巻き取りロール124までの搬送経路も、上記同様に、キャンロール116の周速度に対する調整を行うモータ駆動の後フィードロール121、長尺樹脂フィルム112の張力の測定を行う張力センサロール122および長尺樹脂フィルム112を案内するフリーロール123がこの順に配置されている。   Similarly to the above, the conveyance path from the can roll 116 to the take-up roll 124 is a motor-driven feed roll 121 that adjusts the peripheral speed of the can roll 116 and a tension sensor roll that measures the tension of the long resin film 112. 122 and the free roll 123 which guides the long resin film 112 are arrange | positioned in this order.

上記巻き出しロール111および巻き取りロール124では、パウダークラッチ等によるトルク制御によって長尺樹脂フィルム112の張力バランスが保たれている。また、キャンロール116の回転とこれに連動して回転するモータ駆動の前フィードロール115、後フィードロール121により、巻き出しロール111から長尺樹脂フィルム112が巻き出されて巻き取りロール14に巻き取られるようになっている。   In the unwinding roll 111 and the winding roll 124, the tension balance of the long resin film 112 is maintained by torque control using a powder clutch or the like. Further, the long resin film 112 is unwound from the unwinding roll 111 and wound around the winding roll 14 by the rotation of the can roll 116 and the motor-driven front feed roll 115 and the rear feed roll 121 that rotate in conjunction with the rotation of the can roll 116. It has come to be taken.

キャンロール116の近傍には、キャンロール116の外周面上に画定される搬送経路(キャンロール116外周面内の長尺樹脂フィルム112が巻き付けられる領域)に対向する位置に、成膜手段としてのスパッタリングターゲットがそれぞれ装着されるマグネトロンスパッタリングカソード117、118、119および120が配置され、これ等マグネトロンスパッタリングカソード117、118、119、120の近傍に、上述したように水等を含ませた反応性ガス(酸素ガス)とプロセスガス(アルゴンガス等)の混合ガスを放出するガス供給パイプ125、126、127、128、129、130、131、132が付設された構造になっている。   In the vicinity of the can roll 116, as a film forming means, at a position facing a conveyance path defined on the outer peripheral surface of the can roll 116 (a region where the long resin film 112 is wound around the outer peripheral surface of the can roll 116). Magnetron sputtering cathodes 117, 118, 119 and 120 on which sputtering targets are respectively mounted are arranged, and reactive gases containing water or the like as described above in the vicinity of these magnetron sputtering cathodes 117, 118, 119 and 120. Gas supply pipes 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132 for releasing a mixed gas of (oxygen gas) and process gas (argon gas or the like) are provided.

尚、上記マグネトロンスパッタリングカソード119、120を用いて金属層が成膜される場合も、マグネトロンスパッタリングカソード119、120の近傍に付設されたガス供給パイプ129、130、131、132から反応性ガス(酸素ガス)は供給されず、プロセスガス(アルゴンガス等)が供給される。   Even when the metal layer is formed using the magnetron sputtering cathodes 119 and 120, the reactive gas (oxygen) is supplied from the gas supply pipes 129, 130, 131, and 132 provided in the vicinity of the magnetron sputtering cathodes 119 and 120. Gas) is not supplied, but process gas (argon gas or the like) is supplied.

ところで、図3に示した積層体フィルムは、図5および図6のスパッタリング成膜装置を用いて以下のように製造される。まず、図1に示す透明基板(樹脂フィルム)40上に金属吸収層41と金属層(スパッタリング層)42をまず成膜し、次に、透明基板(樹脂フィルム)をスパッタリング成膜装置にセットし直した後、透明基板(樹脂フィルム)40上に金属吸収層43と金属層(スパッタリング層)44を成膜する。その後、図2に示す金属層(湿式めっき層)55、56を湿式めっき法により更に積層し、もう一度、スパッタリング成膜装置を用いて図3に示す第2金属吸収層67を成膜し、次に、透明基板(樹脂フィルム)をスパッタリング成膜装置にセットし直した後、第2金属吸収層68を成膜して製造される。   By the way, the laminated body film shown in FIG. 3 is manufactured as follows using the sputtering film-forming apparatus of FIG. 5 and FIG. First, a metal absorption layer 41 and a metal layer (sputtering layer) 42 are first formed on the transparent substrate (resin film) 40 shown in FIG. 1, and then the transparent substrate (resin film) is set in a sputtering film forming apparatus. After the correction, a metal absorption layer 43 and a metal layer (sputtering layer) 44 are formed on the transparent substrate (resin film) 40. Thereafter, metal layers (wet plating layers) 55 and 56 shown in FIG. 2 are further laminated by a wet plating method, and the second metal absorption layer 67 shown in FIG. In addition, after the transparent substrate (resin film) is set again in the sputtering film forming apparatus, the second metal absorption layer 68 is formed into a film.

(3-3)反応性スパッタリング
上記金属吸収層(金属酸化膜)を形成する目的で酸化物ターゲットを適用した場合、上述したように成膜速度が遅く量産に適さない。このため、特許文献1、2ではCuNi合金等から成る合金ターゲットを用いかつ真空チャンバー内に反応性ガス(酸素ガス)を導入する反応性スパッタリングが採用されている。
(3-3) Reactive Sputtering When an oxide target is applied for the purpose of forming the metal absorption layer (metal oxide film), the film formation rate is slow as described above and is not suitable for mass production. For this reason, Patent Documents 1 and 2 employ reactive sputtering using an alloy target made of a CuNi alloy or the like and introducing a reactive gas (oxygen gas) into a vacuum chamber.

ところで、図5および図6に示すスパッタリング成膜装置を用い、長尺状樹脂フィルムに連続スパッタリング成膜して得られる積層体フィルムは、上述したように長尺樹脂フィルムの長手方向でエッチング液によるエッチング速度が異なり、成膜始端側積層体フィルムのエッチング速度が、成膜終端側積層体フィルムより速くなることが確認され、この現象は、金属吸収層(金属酸化膜)のエッチング速度が相違するためであると上記特許文献1、2に記載されている。   By the way, the laminated body film obtained by carrying out the continuous sputtering film-forming to the elongate resin film using the sputtering film-forming apparatus shown in FIG.5 and FIG.6 is an etching liquid in the longitudinal direction of a elongate resin film as mentioned above. It was confirmed that the etching rate was different and the etching rate of the film formation start side laminate film was faster than that of the film formation end side laminate film, and this phenomenon was different from the etching rate of the metal absorption layer (metal oxide film). This is described in Patent Documents 1 and 2 above.

そして、CuNi合金等から成る合金ターゲットを用いた反応性スパッタリングにより成膜された金属吸収層(金属酸化膜)の化学組成(Niの化学状態)は、非特許文献1によれば、反応性ガスとして酸素を導入するとNiO膜になり、水分を導入するとNiOOH膜になることから、結晶粒が細かく、水酸化物であるNiOOHの存在が金属吸収層(金属酸化膜)のエッチング性に影響を及ぼしていると推定している。   The chemical composition (the chemical state of Ni) of the metal absorption layer (metal oxide film) formed by reactive sputtering using an alloy target made of CuNi alloy or the like is, according to Non-Patent Document 1, a reactive gas. When oxygen is introduced, it becomes a NiO film, and when moisture is introduced, it becomes a NiOOH film. Therefore, the crystal grains are fine, and the presence of NiOOH, which is a hydroxide, affects the etching properties of the metal absorption layer (metal oxide film). It is estimated that

このため、特許文献1、2においては、成膜中に減少する真空チャンバー内の水分量を補うために反応性ガス(酸素ガス)に水若しくは水素を含ませ、長尺樹脂フィルムの長手方向によってエッチング速度が異なる現象を解決する方法を提案している。   For this reason, in Patent Documents 1 and 2, water or hydrogen is included in the reactive gas (oxygen gas) to compensate for the amount of moisture in the vacuum chamber that decreases during film formation, and depending on the longitudinal direction of the long resin film. A method for solving the phenomenon of different etching rates has been proposed.

尚、反応性ガスを制御する方法として以下の4つの方法が知られている。
(3-3-1)一定流量の反応性ガスを放出する方法。
(3-3-2)一定圧力を保つように反応性ガスを放出する方法。
(3-3-3)スパッタリングカソードのインピーダンスが一定になるように反応性ガスを放出する(インピーダンス制御)方法。
(3-3-4)スパッタリングのプラズマ強度が一定になるように反応性ガスを放出する(プラズマエミッション制御)方法。
The following four methods are known as methods for controlling the reactive gas.
(3-3-1) A method for releasing a reactive gas at a constant flow rate.
(3-3-2) A method of releasing reactive gas so as to maintain a constant pressure.
(3-3-3) A method of releasing reactive gas (impedance control) so that the impedance of the sputtering cathode becomes constant.
(3-3-4) A method of releasing reactive gas (plasma emission control) so that the plasma intensity of sputtering is constant.

(4)従来のスパッタリング成膜装置を用いた場合の問題
(4-1)従来のスパッタリング成膜装置
上記金属吸収層(金属酸化膜)を反応性スパッタリング法により形成する場合、図5〜図6に示すスパッタリング成膜装置が利用されている。
(4) Problems when using a conventional sputtering film forming apparatus (4-1) Conventional sputtering film forming apparatus When the metal absorption layer (metal oxide film) is formed by a reactive sputtering method, FIGS. The sputtering film forming apparatus shown in FIG.

そして、CuNi合金等の合金ターゲットがスパッタリングカソード17、18、117、118に装着されたスパッタリング成膜装置を用い、反応性スパッタリング法により金属吸収層(金属酸化膜)の連続成膜を行った場合、ガス供給パイプ25、26、27、28、125、126、127、128から供給される水等を含ませた反応性ガス(酸素ガス)が、プロセスガス(アルゴンガス等)と共に合金ターゲット表面のプラズマ領域を通過することになるため、合金ターゲット表面に反応性ガス(酸素ガス)や水等を原因とする水酸化物等のパーティクルが堆積され易く、かつ、上述したノジュールと呼ばれる異物も発生し易くなる。これ等パーティクルやノジュールと呼ばれる異物は絶縁体であるため、帯電による異常放電(アーク放電)でパーティクル堆積物がはじけ飛び、その後の反応性スパッタリングに支障を来してしまう問題があり、特に、スパッタリングカソード17、18、117、118への投入電力(スパッタ電力)若しくは投入電流(スパッタ電流)が高く設定されている場合に顕著であった。   When a sputtering film forming apparatus in which an alloy target such as a CuNi alloy is mounted on the sputtering cathodes 17, 18, 117, 118 is used, and a metal absorption layer (metal oxide film) is continuously formed by a reactive sputtering method. The reactive gas (oxygen gas) containing water supplied from the gas supply pipes 25, 26, 27, 28, 125, 126, 127, and 128, along with the process gas (argon gas, etc.) Since it passes through the plasma region, particles such as hydroxide caused by reactive gas (oxygen gas) or water are easily deposited on the alloy target surface, and foreign matter called nodules is also generated. It becomes easy. Since these foreign substances called particles and nodules are insulators, there is a problem that particle deposits are shed by an abnormal discharge (arc discharge) due to charging, which hinders subsequent reactive sputtering. This was conspicuous when the input power (sputter power) or input current (sputter current) to the cathodes 17, 18, 117, and 118 was set high.

(5)本発明による改善策
(5-1)図5〜図6に示すスパッタリング成膜装置を用いた特許文献1〜2の反応性スパッタリング法においては、成膜される金属吸収層(金属酸化膜)の加工性を考慮してエッチング性に優れたCuNi合金等から成る合金ターゲットが適用されるが、反応性スパッタリングによるCuNi合金の酸化は、上述したようにCuよりNiの方が支配的であることが本発明者により確認されている。
(5) Improvement Measures According to the Present Invention (5-1) In the reactive sputtering method of Patent Documents 1 and 2 using the sputtering film forming apparatus shown in FIGS. In consideration of the workability of the film, an alloy target made of CuNi alloy or the like having excellent etching properties is applied. However, as described above, oxidation of CuNi alloy by reactive sputtering is more dominant than Cu. It has been confirmed by the present inventors.

そして、CuNi合金等から成る合金ターゲットと反応性ガス(酸素ガス)を用いて上記金属吸収層(金属酸化膜)を成膜する場合、Cuの酸化が起こり難いことに起因してスパッタリングカソードへの投入電力(スパッタ電力)若しくは投入電流(スパッタ電流)を高く設定する必要があるため、その分、合金ターゲット表面へのパーティクルの堆積やノジュールと呼ばれる異物の発生も顕著になることが確認された。   When the metal absorption layer (metal oxide film) is formed using an alloy target composed of a CuNi alloy or the like and a reactive gas (oxygen gas), it is difficult to oxidize Cu, and the sputtering target is exposed to the sputtering cathode. Since it was necessary to set the input power (sputtering power) or the input current (sputtering current) high, it was confirmed that the accumulation of particles on the surface of the alloy target and the generation of foreign matter called nodules become prominent.

そこで、本発明においては、CuNi合金等から成る合金ターゲットを用いる従来の反応性スパッタリング法に代えて、「Cuターゲット」およびCu以外の「添加用金属(例えばNi)ターゲット」に分割した反応性多元スパッタリング成膜法を採用することで、上記問題を解消している。   Therefore, in the present invention, instead of the conventional reactive sputtering method using an alloy target made of a CuNi alloy or the like, the reactive multiple divided into “Cu target” and “addition metal (for example, Ni) target” other than Cu. By adopting the sputtering film forming method, the above problem is solved.

すなわち、本発明は、
長尺体を表面に接触保持させて搬送する冷却キャンロールと、該冷却キャンロール表面に対向して配置された複数のスパッタリング成膜手段を真空チャンバー内に備え、かつ、上記スパッタリング成膜手段と冷却キャンロールとの隙間部を搬送される長尺体表面に薄膜を形成すると共に、上記スパッタリング成膜手段の少なくとも一つが反応性多元スパッタリング成膜手段により構成されるスパッタリング成膜装置において、
上記反応性多元スパッタリング成膜手段が、冷却キャンロール側が開放されたカソードボックスと、該カソードボックス内の仕切り板により区画された第一カソード室および第二カソード室と、上記第一カソード室内に収容されかつ第一ターゲットが装着される第一スパッタリングカソードおよび第二カソード室内に収容されかつ第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードと、上記第一カソード室内にプロセスガスを供給するガス供給手段および第二カソード室内に反応性ガスが含まれるプロセスガスを供給するガス供給手段を備えており、
上記仕切り板の先端方向でかつ冷却キャンロール近傍の空間領域において第一カソード室から飛来する第一ターゲット粒子と第二カソード室から飛来する第二ターゲット粒子を合流させて反応性多元スパッタリング成膜がなされることを特徴とする。
That is, the present invention
A cooling can roll that conveys a long body in contact with the surface, and a plurality of sputtering film forming means arranged opposite to the surface of the cooling can roll are provided in a vacuum chamber, and the sputtering film forming means In the sputtering film forming apparatus in which a thin film is formed on the surface of the elongated body conveyed through the gap with the cooling can roll, and at least one of the sputtering film forming means is constituted by a reactive multi-source sputtering film forming means,
The reactive multi-source sputtering film forming means is accommodated in the cathode box opened on the cooling can roll side, the first cathode chamber and the second cathode chamber partitioned by the partition plate in the cathode box, and the first cathode chamber. And a second sputtering cathode housed in the first sputtering cathode and the second cathode chamber to which the first target is mounted and a second target is mounted, a gas supply means for supplying a process gas into the first cathode chamber, and A gas supply means for supplying a process gas containing a reactive gas in the second cathode chamber;
Reactive multi-source sputtering film formation is performed by merging the first target particles flying from the first cathode chamber and the second target particles flying from the second cathode chamber in the space region in the tip direction of the partition plate and in the vicinity of the cooling can roll. It is made to be made.

(5-2)本発明に係るスパッタリング成膜装置
長尺体(長尺樹脂フィルム等)片面に上記積層体フィルムにおける第1層目の金属吸収層(金属酸化膜)を2組の反応性多元スパッタリング成膜手段を用いて成膜する場合を例に挙げて本発明に係るスパッタリング成膜装置を説明する。
(5-2) Sputtering film forming apparatus according to the present invention A long body (long resin film or the like) has two sets of reactive multiples on one side of the first metal absorption layer (metal oxide film) in the laminate film. The sputtering film forming apparatus according to the present invention will be described by taking as an example the case of forming a film using the sputtering film forming means.

図7は、本発明に係るスパッタリング成膜装置の部分拡大図であり、キャンロール(冷却キャンロール)200と該キャンロール200表面に対向して配置された第一成膜手段1A、第二成膜手段2A、第三成膜手段3Aおよび第四成膜手段4Aを示している。尚、図7では、前フィードロール220より上流側の構造および後フィードロール320より下流側の構造が示されていないが、図5に示すスパッタリング成膜装置の巻き出しロール11から前フィードロール15まで、および、後フィードロール21から巻き取りロール24までの構造と同一である。また、図7に示す第一成膜手段1Aと第二成膜手段2Aが上記2組の反応性多元スパッタリング成膜手段に対応している。   FIG. 7 is a partially enlarged view of a sputtering film forming apparatus according to the present invention. A can roll (cooling can roll) 200, a first film forming means 1A disposed opposite to the surface of the can roll 200, A film means 2A, a third film forming means 3A, and a fourth film forming means 4A are shown. In FIG. 7, the structure upstream of the front feed roll 220 and the structure downstream of the rear feed roll 320 are not shown, but the unwinding roll 11 to the front feed roll 15 of the sputtering film forming apparatus shown in FIG. And the structure from the rear feed roll 21 to the take-up roll 24 is the same. Further, the first film forming means 1A and the second film forming means 2A shown in FIG. 7 correspond to the two sets of reactive multi-source sputtering film forming means.

すなわち、上記第一成膜手段1Aは、キャンロール200側が開放されたカソードボックス212と、カソードボックス212内の仕切り板214により区画された第一カソード室601および第二カソード室602と、上記第一カソード室601内に収容されかつ図示外の第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202および第二カソード室602内に収容されかつ図示外の第二ロータリーターゲット(添加用金属であるNiターゲット)が装着される円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203と、上記第一カソード室601内にプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ206と、上記第二カソード室内に反応性ガス(酸素ガス)が含まれるプロセスガスを供給する反応性ガス供給パイプ208および水系の添加ガス(水若しくは水素)が含まれるプロセスガスを供給する添加ガス供給パイプ207を備えており、かつ、上記カソードボックス212のキャンロール200近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板216、217から成る遮蔽マスクが付設されている。   That is, the first film forming means 1A includes a cathode box 212 having an open can roll 200 side, a first cathode chamber 601 and a second cathode chamber 602 partitioned by a partition plate 214 in the cathode box 212, and the first A cylindrical first magnetron sputtering cathode 202, which is accommodated in one cathode chamber 601 and mounted with a first rotary target (Cu target) (not shown), and a second rotary target (not shown) accommodated in a second cathode chamber 602. A cylindrical second magnetron sputtering cathode 203 to which (addition metal Ni target) is mounted, a process gas supply pipe 206 for supplying process gas (for example, argon gas) into the first cathode chamber 601, and the first Reactive gas (oxygen) in the two cathode chambers A reactive gas supply pipe 208 for supplying a process gas containing water and an additive gas supply pipe 207 for supplying a process gas containing an aqueous additive gas (water or hydrogen), and the cathode box 212 In the vicinity of the can roll 200, a shielding mask comprising a pair of shielding plates 216 and 217 arranged with a gap serving as an opening is attached.

そして、第一成膜手段1Aにおける上記仕切り板214の先端方向でかつキャンロール200近傍の空間領域において第一カソード室601から飛来する第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)粒子と第二カソード室602から飛来する第二ロータリーターゲット(Niターゲット)粒子を合流させると共に、第二カソード室602から供給される反応性ガス(酸素ガス)と反応(反応性多元スパッタリング)させて、上記キャンロール200上の長尺樹脂フィルム201表面に金属吸収層(金属酸化膜)が成膜される。   Then, from the first rotary target (Cu target) particles flying from the first cathode chamber 601 and the second cathode chamber 602 in the space region near the can roll 200 in the distal direction of the partition plate 214 in the first film forming means 1A. The second rotary target (Ni target) particles that come in are combined and reacted with the reactive gas (oxygen gas) supplied from the second cathode chamber 602 (reactive multi-source sputtering), so that the length on the can roll 200 is increased. A metal absorption layer (metal oxide film) is formed on the surface of the long resin film 201.

尚、第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202と、第二ロータリーターゲット(Niターゲット)が装着される円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203への投入電力または投入電流は、添加用金属であるNi混合比が3〜40%となる銅合金薄膜が形成される数値に設定される。   In addition, input power or input to the cylindrical first magnetron sputtering cathode 202 to which the first rotary target (Cu target) is attached and the cylindrical second magnetron sputtering cathode 203 to which the second rotary target (Ni target) is attached. The electric current is set to a numerical value at which a copper alloy thin film having a Ni mixing ratio of 3 to 40% as an additive metal is formed.

また、上記第二成膜手段2Aも、キャンロール200側が開放されたカソードボックス213と、カソードボックス213内の仕切り板215により区画された第一カソード室701および第二カソード室702と、上記第一カソード室701内に収容されかつ図示外の第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード204および第二カソード室702内に収容されかつ図示外の第二ロータリーターゲット(添加用金属であるNiターゲット)が装着される円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード205と、上記第一カソード室701内にプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ209と、上記第二カソード室内に反応性ガス(酸素ガス)が含まれるプロセスガスを供給する反応性ガス供給パイプ211および水系の添加ガス(水若しくは水素)が含まれるプロセスガスを供給する添加ガス供給パイプ210を備えており、かつ、上記カソードボックス213のキャンロール200近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板218、219から成る遮蔽マスクが付設されている。   The second film forming means 2A also includes the cathode box 213 opened on the can roll 200 side, the first cathode chamber 701 and the second cathode chamber 702 partitioned by the partition plate 215 in the cathode box 213, and the first A cylindrical first magnetron sputtering cathode 204, which is accommodated in one cathode chamber 701 and mounted with a first rotary target (Cu target) (not shown), and a second rotary target (not shown) accommodated in a second cathode chamber 702. A cylindrical second magnetron sputtering cathode 205 on which (a Ni target as an additive metal) is mounted, a process gas supply pipe 209 for supplying a process gas (for example, argon gas) into the first cathode chamber 701, and the first Reactive gas (oxygen gas) in the two cathode chambers A reactive gas supply pipe 211 for supplying a process gas containing water and an additive gas supply pipe 210 for supplying a process gas containing an aqueous additive gas (water or hydrogen), and a canister of the cathode box 213 In the vicinity of the roll 200, a shielding mask made up of a pair of shielding plates 218 and 219 arranged with a gap serving as an opening is attached.

そして、第二成膜手段2Aにおける上記仕切り板215の先端方向でかつキャンロール200近傍の空間領域において第一カソード室701から飛来する第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)粒子と第二カソード室702から飛来する第二ロータリーターゲット(Niターゲット)粒子を合流させると共に、第二カソード室702から供給される反応性ガス(酸素ガス)と反応(反応性多元スパッタリング)させて、上記長尺樹脂フィルム201表面の金属吸収層(金属酸化膜)上に同様の金属吸収層(金属酸化膜)が成膜される。   Then, from the first rotary target (Cu target) particles flying from the first cathode chamber 701 and the second cathode chamber 702 in the space region near the can roll 200 in the distal direction of the partition plate 215 in the second film forming means 2A. The surface of the long resin film 201 is formed by merging the second rotary target (Ni target) particles that come and reacting with the reactive gas (oxygen gas) supplied from the second cathode chamber 702 (reactive multi-source sputtering). A similar metal absorption layer (metal oxide film) is formed on the metal absorption layer (metal oxide film).

また、第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード204と、第二ロータリーターゲット(Niターゲット)が装着される円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード205への投入電力または投入電流も、添加用金属であるNi混合比が3〜40%となる銅合金薄膜が形成される数値に設定される。   In addition, input power or input to the cylindrical first magnetron sputtering cathode 204 on which the first rotary target (Cu target) is mounted and the cylindrical second magnetron sputtering cathode 205 on which the second rotary target (Ni target) is mounted. The current is also set to a value at which a copper alloy thin film is formed in which the Ni mixing ratio of the additive metal is 3 to 40%.

そして、上記反応性多元スパッタリングに係る第一成膜手段1Aと第二成膜手段2Aによれば、反応性ガス(酸素ガス)と反応し易い第二ロータリーターゲット(Niターゲット)を円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203、205に装着し、反応性が第二ロータリーターゲット(Niターゲット)より劣る第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)を円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202、204に装着することで、各スパッタリングカソードへの投入電力(または投入電流)について、それぞれ装着されるターゲットに適した値に設定することができ、かつ、添加ガス(水若しくは水素)や反応性ガスが供給されない第一カソード室601、701においては第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)表面への水酸化物等パーティクル堆積物の発生を防止することも可能となる。   According to the first film forming unit 1A and the second film forming unit 2A related to the reactive multi-source sputtering, the second rotary target (Ni target) that easily reacts with the reactive gas (oxygen gas) is formed into the cylindrical second. By attaching the first rotary target (Cu target), which is mounted on the magnetron sputtering cathodes 203 and 205 and the reactivity is inferior to that of the second rotary target (Ni target), to the cylindrical first magnetron sputtering cathodes 202 and 204, each sputtering is performed. The input power (or input current) to the cathode can be set to a value suitable for each target to be mounted, and the first cathode chamber 601 in which no additive gas (water or hydrogen) or reactive gas is supplied, In 701, the first rotary target (Cu target) It is possible to prevent generation of hydroxides such particles sediment to g) surface.

すなわち、金属吸収層(金属酸化膜)の主成分である第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が収容された第一カソード室内では、通常のプロセスガス(例えばアルゴンガス)のみの雰囲気に近い状態で第一マグネトロンスパッタリングカソードへの投入電力(または投入電流)を高く設定して(但し、添加用金属であるNi混合比が3〜40%となる範囲)スパッタリングがなされ、一方、吸収に大きく寄与する添加用金属である第二ロータリーターゲット(Niターゲット)が収容された第二カソード室内には反応性ガス(酸素ガス)と添加ガス(水若しくは水素)を導入して反応性スパッタリングがなされ、第一カソード室から飛来するCuスパッタリング粒子と第二カソード室から飛来するNiスパッタリング粒子が長尺樹脂フィルム表面で反応してCuNi合金を形成し金属吸収層(金属酸化膜)となる。そして、第二ロータリーターゲット(Niターゲット)は反応性スパッタリングとなるが、CuNi合金から成る合金ターゲットを適用した従来法と比較して圧倒的に低い投入電力(または投入電流)でよいことから水酸化物等パーティクル堆積物の発生が抑制されるため、反応性スパッタリングが短時間で不安定化することがなく、かつ、投入電力(または投入電流)の無駄も解消される。   That is, in the first cathode chamber in which the first rotary target (Cu target) that is the main component of the metal absorption layer (metal oxide film) is accommodated, the first cathode chamber is in a state close to an atmosphere of only normal process gas (for example, argon gas). Sputtering is performed while setting the input power (or input current) to one magnetron sputtering cathode to be high (however, the Ni mixing ratio of the additive metal is in the range of 3 to 40%), while the addition greatly contributes to absorption A reactive gas (oxygen gas) and an additive gas (water or hydrogen) are introduced into the second cathode chamber in which a second rotary target (Ni target), which is a metal for use, is housed, and the first cathode is subjected to reactive sputtering. Cu sputtered particles flying from chamber and Ni sputtered particles flying from second cathode chamber are long resin Reacts with Irumu surface to form a CuNi alloy metal absorbing layer is (metal oxide film). The second rotary target (Ni target) is reactive sputtering, but the input power (or input current) can be overwhelmingly lower than in the conventional method using an alloy target made of CuNi alloy. Since generation of particle deposits such as materials is suppressed, reactive sputtering does not become unstable in a short time, and waste of input power (or input current) is also eliminated.

尚、円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202、204に装着される第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)については、反応性スパッタリングに伴う水酸化物等パーティクルの非エロージョン領域における堆積が抑制されるため、ロータリーターゲットに代えて板状ターゲットの適用も可能である。また、第一成膜手段1Aと第二成膜手段2Aにおけるカソードボックス212、213内は真空チャンバー内部の排気とは別に差動排気することが望ましい。   In addition, about the 1st rotary target (Cu target) with which the cylindrical 1st magnetron sputtering cathode 202, 204 is mounted, since deposition in the non-erosion area | region of particles, such as a hydroxide accompanying reactive sputtering, is suppressed, rotary. A plate-like target can be applied instead of the target. In addition, it is desirable that the inside of the cathode boxes 212 and 213 in the first film forming unit 1A and the second film forming unit 2A be differentially exhausted separately from the exhaust in the vacuum chamber.

次に、図10は図7に示すカソードボックス212の拡大図である。   Next, FIG. 10 is an enlarged view of the cathode box 212 shown in FIG.

すなわち、図10は第一カソード室601内に収容されかつ図示外の第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202と、第二カソード室602内に収容されかつ図示外の第二ロータリーターゲット(添加用金属であるNiターゲット)が装着される円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203を拡大して示し、かつ、各円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202と円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203の回転スリーブ(図示せず)内に固定配置された複数の磁石611、612を示している。   That is, FIG. 10 shows a cylindrical first magnetron sputtering cathode 202 which is accommodated in the first cathode chamber 601 and on which a first rotary target (Cu target) (not shown) is mounted, and is accommodated in the second cathode chamber 602. A cylindrical second magnetron sputtering cathode 203 on which a second rotary target (Ni target as an additive metal) (not shown) is mounted is shown in an enlarged manner, and each cylindrical first magnetron sputtering cathode 202 and a cylindrical second magnet are shown. A plurality of magnets 611 and 612 are shown fixedly disposed within a rotating sleeve (not shown) of the magnetron sputtering cathode 203.

具体的には、複数の上記磁石611、612は、円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202と円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203の各回転スリーブ(図示せず)内に適宜固定手段(図示せず)により固定配置され、かつ、各磁石611、612のキャンロール200と対向する面の中心部における法線がキャンロール200近傍における空間領域(第一ロータリーターゲット粒子と第二ロータリーターゲット粒子が合流する領域)の略中心部で交わるように互いに傾けて設置されており、図10において矢印で示す各法線の方向に沿って第一ロータリーターゲット粒子と第二ロータリーターゲット粒子がキャンロール200に保持された長尺樹脂フィルム上に均一に飛来できるように調整されている。   Specifically, the plurality of magnets 611 and 612 are appropriately fixed in a rotating sleeve (not shown) of the cylindrical first magnetron sputtering cathode 202 and the cylindrical second magnetron sputtering cathode 203 (not shown). The normal line at the center of the surface of each of the magnets 611 and 612 facing the can roll 200 is a space area in the vicinity of the can roll 200 (area where the first rotary target particles and the second rotary target particles merge) The first rotary target particles and the second rotary target particles are held by the can roll 200 along the direction of each normal line indicated by an arrow in FIG. It is adjusted so that it can fly uniformly on the long resin film.

また、キャンロール200の近傍でかつ開口部となる隙間を介し配置された一対の遮蔽板216、217から成る遮蔽マスクと、円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202および円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203の各配置位置については、第一ロータリーターゲット粒子と第二ロータリーターゲット粒子の遮蔽マスクからの回り込み現象を考慮すると、カソードボックス212底面に対して仕切り板214先端方向の角度を90度とした場合、円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202および円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203から飛来する第一ロータリーターゲット粒子と第二ロータリーターゲット粒子の方向が上記90度方向に対し±30度の角度範囲で交わるように(すなわち、各ターゲット粒子が60度〜120度の方向から飛来するように)調整するとよい。   Further, a shielding mask composed of a pair of shielding plates 216 and 217 disposed near the can roll 200 and through a gap serving as an opening, and the cylindrical first magnetron sputtering cathode 202 and the cylindrical second magnetron sputtering cathode 203 For each arrangement position, in consideration of the wraparound phenomenon of the first rotary target particles and the second rotary target particles from the shielding mask, when the angle of the tip of the partition plate 214 with respect to the bottom surface of the cathode box 212 is 90 degrees, The direction of the first rotary target particles flying from the cylindrical first magnetron sputtering cathode 202 and the cylindrical second magnetron sputtering cathode 203 and the direction of the second rotary target particles intersect with each other at an angle range of ± 30 degrees with respect to the 90-degree direction. In other words, may each target particles to fly from a direction of 60 degrees to 120 degrees) to adjust.

次に、上記第一成膜手段1Aと第二成膜手段2Aの下流側に設けられる第三成膜手段3Aおよび第四成膜手段4Aは、第1層目の金属吸収層(金属酸化膜)上に第2層目の金属層(スパッタリング層)を成膜する手段である。   Next, the third film forming means 3A and the fourth film forming means 4A provided on the downstream side of the first film forming means 1A and the second film forming means 2A are the first metal absorption layer (metal oxide film). ) On which a second metal layer (sputtering layer) is formed.

そして、第三成膜手段3Aは、図7に示すようにキャンロール200側が開放されたカソードボックス313と、カソードボックス313内に収容されかつ図示外のロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード304と、カソードボックス313内にプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ309とを備えており、かつ、カソードボックス313のキャンロール200近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板318、319から成る遮蔽マスクが付設されている。   Then, as shown in FIG. 7, the third film forming means 3A includes a cathode box 313 whose can roll 200 side is opened, and a cylinder which is accommodated in the cathode box 313 and on which a rotary target (Cu target) (not shown) is mounted. A magnetron sputtering cathode 304 and a process gas supply pipe 309 for supplying a process gas (for example, argon gas) into the cathode box 313, and an opening is formed in the vicinity of the can roll 200 of the cathode box 313. A shielding mask composed of a pair of shielding plates 318 and 319 disposed with a gap is provided.

また、第四成膜手段4Aも、図7に示すようにキャンロール200側が開放されたカソードボックス312と、カソードボックス312内に収容されかつ図示外のロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード302と、カソードボックス312内にプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ306とを備えており、かつ、カソードボックス312のキャンロール200近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板316、317から成る遮蔽マスクが付設されている。   As shown in FIG. 7, the fourth film forming means 4A is also a cathode box 312 having an open can roll 200 side, and a cylinder that is accommodated in the cathode box 312 and on which a rotary target (Cu target) (not shown) is mounted. A magnetron sputtering cathode 302 and a process gas supply pipe 306 for supplying a process gas (for example, argon gas) into the cathode box 312, and an opening is provided in the vicinity of the can roll 200 of the cathode box 312. A shielding mask including a pair of shielding plates 316 and 317 arranged with a gap is provided.

そして、上記第一成膜手段1Aと第二成膜手段2Aで成膜された第1層目の金属吸収層(金属酸化膜)上に第三成膜手段3Aと第四成膜手段4Aで第2層目の金属層(Cuスパッタリング層)が成膜されるように構成されている。   Then, on the first metal absorption layer (metal oxide film) formed by the first film formation means 1A and the second film formation means 2A, the third film formation means 3A and the fourth film formation means 4A A second metal layer (Cu sputtering layer) is formed.

尚、図7に示す上記第三成膜手段3Aと第四成膜手段4AのCuターゲットはロータリーターゲットで構成されているが、反応性スパッタリングではないため、ロータリーターゲットに代えて板状ターゲット(Cuターゲット)に変更してもよい。   Although the Cu targets of the third film forming means 3A and the fourth film forming means 4A shown in FIG. 7 are composed of rotary targets, they are not reactive sputtering, so that plate targets (Cu (Target).

(5-3)比較例に係るスパッタリング成膜装置
図9は、従来のCuNi合金(組成比7:3)ターゲットが適用された比較例に係るスパッタリング成膜装置の部分拡大図であり、キャンロール(冷却キャンロール)400と該キャンロール400表面に対向して配置された第一成膜手段1a、第二成膜手段2a、第三成膜手段3aおよび第四成膜手段4aを示している。尚、図9では、前フィードロール420より上流側の構造および後フィードロール520より下流側の構造が示されていないが、図5に示すスパッタリング成膜装置の巻き出しロール11から前フィードロール15まで、および、後フィードロール21から巻き取りロール24までの構造と同一である。また、反応性スパッタリング手段を構成する第一成膜手段1aと第二成膜手段2aにより第1層目の金属吸収層(金属酸化膜)が形成され、第三成膜手段3aと第四成膜手段4aにより第2層目の金属層(スパッタリング層)が成膜されるようになっている。
(5-3) Sputtering Film Forming Apparatus According to Comparative Example FIG. 9 is a partially enlarged view of a sputtering film forming apparatus according to a comparative example to which a conventional CuNi alloy (composition ratio 7: 3) target is applied. (Cooling can roll) 400 and a first film forming means 1a, a second film forming means 2a, a third film forming means 3a, and a fourth film forming means 4a arranged opposite to the surface of the can roll 400 are shown. . 9 does not show the structure upstream of the front feed roll 420 and the structure downstream of the rear feed roll 520, but the unwinding roll 11 to the front feed roll 15 of the sputtering film forming apparatus shown in FIG. And the structure from the rear feed roll 21 to the take-up roll 24 is the same. Further, a first metal absorbing layer (metal oxide film) is formed by the first film forming means 1a and the second film forming means 2a constituting the reactive sputtering means, and the third film forming means 3a and the fourth film forming means 2a. A second metal layer (sputtering layer) is formed by the film means 4a.

まず、第一成膜手段1aは、図9に示すようにキャンロール400側が開放されたカソードボックス412と、カソードボックス412内に収容されかつ図示外のロータリーターゲット(CuNi合金ターゲット)が装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード402と、カソードボックス412内に反応性ガス(酸素ガス)が含まれるプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給する反応性ガス供給パイプ406、および、水系の添加ガス(水若しくは水素)が含まれるプロセスガスを供給する添加ガス供給パイプ407を備えており、かつ、カソードボックス412のキャンロール400近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板416、417から成る遮蔽マスクが付設されている。同様に、第二成膜手段2aも、図9に示すようにキャンロール400側が開放されたカソードボックス413と、カソードボックス413内に収容されかつ図示外のロータリーターゲット(CuNi合金ターゲット)が装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード404と、カソードボックス413内に反応性ガス(酸素ガス)が含まれるプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給する反応性ガス供給パイプ409、および、水系の添加ガス(水若しくは水素)が含まれるプロセスガスを供給する添加ガス供給パイプ410を備えており、かつ、カソードボックス413のキャンロール400近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板418、419から成る遮蔽マスクが付設されている。そして、反応性スパッタリング手段を構成する第一成膜手段1aと第二成膜手段2aにより第1層目の金属吸収層(金属酸化膜)が形成されるようになっている。   First, as shown in FIG. 9, the first film forming means 1a is mounted with a cathode box 412 whose can roll 400 side is opened, and a rotary target (CuNi alloy target) which is accommodated in the cathode box 412 and which is not shown. A cylindrical magnetron sputtering cathode 402, a reactive gas supply pipe 406 for supplying a process gas (for example, argon gas) containing a reactive gas (oxygen gas) in the cathode box 412, and an aqueous additive gas (water or hydrogen) ), And a pair of shielding plates 416 and 417 disposed in the vicinity of the can roll 400 of the cathode box 412 via a gap serving as an opening. The shielding mask which consists of is attached. Similarly, as shown in FIG. 9, the second film forming means 2a is also equipped with a cathode box 413 with the can roll 400 side open, and a rotary target (CuNi alloy target) not shown in the figure, housed in the cathode box 413. A cylindrical magnetron sputtering cathode 404, a reactive gas supply pipe 409 for supplying a process gas (for example, argon gas) containing a reactive gas (oxygen gas) in the cathode box 413, and an aqueous additive gas (water or A pair of shielding plates 418 disposed in the vicinity of the can roll 400 of the cathode box 413 with a gap serving as an opening, provided with an additive gas supply pipe 410 for supplying a process gas containing hydrogen) A shielding mask consisting of 419 is attached. A first metal absorption layer (metal oxide film) is formed by the first film forming means 1a and the second film forming means 2a constituting the reactive sputtering means.

次に、第三成膜手段3aは、図9に示すようにキャンロール400側が開放されたカソードボックス513と、カソードボックス513内に収容されかつ図示外のロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード504と、カソードボックス513内にプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ509とを備えており、かつ、カソードボックス513のキャンロール400近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板518、519から成る遮蔽マスクが付設されている。同様に、第四成膜手段4aも、図9に示すようにキャンロール400側が開放されたカソードボックス512と、カソードボックス512内に収容されかつ図示外のロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード502と、カソードボックス512内にプロセスガス(例えばアルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ506とを備えており、かつ、カソードボックス512のキャンロール400近傍には、開口部となる隙間を介して配置された一対の遮蔽板516、517から成る遮蔽マスクが付設されている。そして、上記第一成膜手段1aと第二成膜手段2bで成膜された第1層目の金属吸収層(金属酸化膜)上に第三成膜手段3aと第四成膜手段4aで第2層目の金属層(Cu層)が成膜されるように構成されている。   Next, as shown in FIG. 9, the third film forming unit 3 a is mounted with a cathode box 513 with the can roll 400 opened, and a rotary target (Cu target) that is housed in the cathode box 513 and is not shown. A cylindrical magnetron sputtering cathode 504 and a process gas supply pipe 509 for supplying a process gas (for example, argon gas) into the cathode box 513 are provided, and an opening is provided near the can roll 400 of the cathode box 513. The shielding mask which consists of a pair of shielding board 518,519 arrange | positioned through the clearance gap which becomes is attached. Similarly, as shown in FIG. 9, the fourth film forming unit 4a is also equipped with a cathode box 512 with the can roll 400 open, and a rotary target (Cu target) that is housed in the cathode box 512 and not shown. A cylindrical magnetron sputtering cathode 502 and a process gas supply pipe 506 for supplying a process gas (for example, argon gas) into the cathode box 512 are provided, and an opening is provided near the can roll 400 of the cathode box 512. The shielding mask which consists of a pair of shielding board 516,517 arrange | positioned through the clearance gap which becomes is attached. Then, on the first metal absorption layer (metal oxide film) formed by the first film forming means 1a and the second film forming means 2b, the third film forming means 3a and the fourth film forming means 4a A second metal layer (Cu layer) is formed.

(6)水分圧制御
本発明に係るスパッタリング成膜装置による金属吸収層(金属酸化膜)の成膜は、成膜時間が数時間にも及ぶことがあり、その間における真空チャンバー内の水分圧を設定値に安定させる必要がある。このため、四重極質量分析計を用いてH2OとArガスの分圧を測定し、この比「H2O/Ar」が一定となるように水の放出量(供給量)を流量計で制御している。成膜中における水流量「H2O流量」と比「H2O/Ar」を図8に示す。ここでは、比「H2O/Ar」が0.012となるようにPID制御を実施している。
(6) Moisture pressure control The deposition of the metal absorption layer (metal oxide film) by the sputtering deposition apparatus according to the present invention may take several hours, and the moisture pressure in the vacuum chamber during that time is controlled. It is necessary to stabilize the set value. For this reason, the partial pressure of H 2 O and Ar gas is measured using a quadrupole mass spectrometer, and the amount of water released (supply amount) is adjusted so that this ratio “H 2 O / Ar” is constant. The total is controlled. FIG. 8 shows the water flow rate “H 2 O flow rate” and the ratio “H 2 O / Ar” during film formation. Here, the PID control is performed so that the ratio “H 2 O / Ar” becomes 0.012.

図8のグラフ図から、成膜中の比「H2O/Ar」が0.012を保っていることが確認できる。また、水流量「H2O流量」は成膜開始と共に低下している。これは、スパッタリング時間の経過と共にスパッタリングの熱負荷によりカソード周辺や真空チャンバー内壁の温度が上昇して水が離脱するため、0.012の比「H2O/Ar」を保つための水流量「H2O流量」が次第に減少している。後に水流量「H2O流量」は増加している。 From the graph of FIG. 8, it can be confirmed that the ratio “H 2 O / Ar” during film formation is maintained at 0.012. Further, the water flow rate “H 2 O flow rate” decreases with the start of film formation. This is because the temperature around the cathode and the inner wall of the vacuum chamber rises due to the thermal load of sputtering with the elapse of the sputtering time, so that water is released, so that the water flow rate for maintaining the ratio “H 2 O / Ar” of 0.012 The “H 2 O flow rate” is gradually decreasing. Later, the water flow rate “H 2 O flow rate” increased.

更に、スパッタリング時間の経過と共にスパッタリングの熱負荷によりカソード周辺や真空チャンバー内壁の温度が上昇して、水が既に離脱してしまったため、0.012の比「H2O/Ar」を保つために水流量「H2O流量」が次第に増加している。 Furthermore, the temperature around the cathode and the inner wall of the vacuum chamber increased due to the thermal load of sputtering with the elapse of the sputtering time, and the water had already separated, so that the ratio “H 2 O / Ar” of 0.012 was maintained. The water flow rate “H 2 O flow rate” is gradually increasing.

以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。   Examples of the present invention will be specifically described below with reference to comparative examples.

[実施例]
図7に示すスパッタリング成膜装置を用いた。キャンロール200は、直径800mm、幅800mmのステンレス製で、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。
[Example]
A sputtering film forming apparatus shown in FIG. 7 was used. The can roll 200 is made of stainless steel having a diameter of 800 mm and a width of 800 mm, and the surface of the roll body is hard chrome plated.

第1層目の金属吸収層を形成するカソードボックス212、213内には、第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202、204と、第二ロータリーターゲット(Niターゲット)が装着される円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203、205と、プロセスガス(アルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ206、209と、反応性ガス(O2ガス)が含まれるプロセスガスを供給する反応性ガス供給パイプ208、211と、水添加ガスが含まれるプロセスガスを供給する添加ガス供給パイプ207、210が設けられ、かつ、各カソードボックス212、213のキャンロール200近傍には、開口部となる隙間を介して配置された遮蔽板216、217、218、219から成る遮蔽マスクを付設した。 In the cathode boxes 212 and 213 forming the first metal absorption layer, cylindrical first magnetron sputtering cathodes 202 and 204 on which a first rotary target (Cu target) is mounted, and a second rotary target (Ni). Cylindrical second magnetron sputtering cathodes 203 and 205 on which a target) is mounted, process gas supply pipes 206 and 209 for supplying a process gas (argon gas), and a process gas including a reactive gas (O 2 gas) Reactive gas supply pipes 208 and 211 to be supplied, and additive gas supply pipes 207 and 210 for supplying a process gas containing water addition gas are provided, and in the vicinity of the can roll 200 of each cathode box 212 and 213, Shielding plate 2 arranged through a gap serving as an opening The shielding mask made of 6,217,218,219 was attached.

第2層目の金属層を形成するカソードボックス312、313内には、ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着された円筒状マグネトロンスパッタリングカソード302、304と、カソードボックス312、313内にプロセスガス(アルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ306、309を備えており、かつ、カソードボックス312、313のキャンロール200近傍には、開口部となる隙間を介して配置された遮蔽板316、317、318、219から成る遮蔽マスクを付設した。   In the cathode boxes 312 and 313 forming the second metal layer, cylindrical magnetron sputtering cathodes 302 and 304 mounted with a rotary target (Cu target), and a process gas (argon) in the cathode boxes 312 and 313 are formed. Process gas supply pipes 306 and 309 for supplying gas), and shielding plates 316, 317, and 318 disposed in the vicinity of the can rolls 200 of the cathode boxes 312 and 313 through gaps serving as openings. A shielding mask consisting of 219 is attached.

成膜中における水分圧とAr分圧はカソードボックス212、213内の雰囲気を測定し、水添加ガスを含むプロセスガスは上述したように添加ガス供給パイプ207、210から導入している。また、成膜中における水分圧とAr分圧は四重極質量分析計で測定し、水分圧とAr分圧が0.012になるように水添加量とフィードバック制御したときの水分圧とAr分圧の比と水流量を図8に示す。   The moisture pressure and Ar partial pressure during film formation measure the atmosphere in the cathode boxes 212 and 213, and the process gas containing the water-added gas is introduced from the additive gas supply pipes 207 and 210 as described above. Also, the water pressure and Ar partial pressure during film formation were measured with a quadrupole mass spectrometer, and the water pressure and Ar when the water addition amount and feedback control were performed so that the water pressure and Ar partial pressure were 0.012. FIG. 8 shows the partial pressure ratio and the water flow rate.

第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202、204と、第二ロータリーターゲット(Niターゲット)が装着される円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203、205において、スパッタされた粒子が上記遮蔽マスク開口部の中心に飛来するように、各マグネトロンスパッタリングカソード202、204と203、205における図示外の回転スリーブ内に固定配置された各磁石611、612を互いに傾けて取付けた(図10参照)。   Sputtered at the cylindrical first magnetron sputtering cathodes 202 and 204 on which the first rotary target (Cu target) is mounted and on the cylindrical second magnetron sputtering cathodes 203 and 205 on which the second rotary target (Ni target) is mounted. The magnets 611 and 612 fixedly disposed in the rotating sleeves (not shown) of the magnetron sputtering cathodes 202, 204 and 203, 205 are attached to each other so that the particles come to the center of the opening of the shielding mask. (See FIG. 10).

また、長尺樹脂フィルム201には、幅600mmで長さ1000mのPETフィルムを用いた。キャンロール200を0℃に冷却制御しながら、真空チャンバーを複数台のドライポンプにより5Paまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて3×10-3Paまで排気した。 The long resin film 201 was a PET film having a width of 600 mm and a length of 1000 m. While the can roll 200 was cooled to 0 ° C., the vacuum chamber was evacuated to 5 Pa by a plurality of dry pumps, and further evacuated to 3 × 10 −3 Pa using a plurality of turbo molecular pumps and cryocoils. .

そして、カソードボックス212、213のプロセスガス供給パイプ206、209からプロセスガス(アルゴンガス)を200sccm、反応性ガス供給パイプ208、211からArガスを200sccmおよびO2ガスを40sccm、添加ガス供給パイプ207、210から水分圧とAr分圧が0.012になるように水添加ガスが含まれるArガスを10〜15sccm導入した。また、カソードボックス312、313のプロセスガス供給パイプ306、309からArガスを400sccm導入した。 Then, 200 sccm of process gas (argon gas) is supplied from the process gas supply pipes 206 and 209 of the cathode boxes 212 and 213, 200 sccm of Ar gas and 40 sccm of O 2 gas are supplied from the reactive gas supply pipes 208 and 211, and an additive gas supply pipe 207. , 210 to 10 sccm of Ar gas containing a water-added gas was introduced so that the water pressure and the Ar partial pressure were 0.012. In addition, 400 sccm of Ar gas was introduced from the process gas supply pipes 306 and 309 of the cathode boxes 312 and 313.

長尺樹脂フィルム201の搬送速度を4m/分にした後、第1層目の金属吸収層としてCuとNiの組成比が7:3、かつ、金属吸収層の膜厚が20nmになるように、カソードボックス212、213の第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着される各円筒状第一マグネトロンスパッタリングカソード202、204への投入電力を約2kW、第二ロータリーターゲット(Niターゲット)が装着される各円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203、205への投入電力を約1kWに設定した。また、第2層目の金属(Cu)層としてその膜厚が80nmになるようにカソードボックス312、313内のロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着された円筒状マグネトロンスパッタリングカソード302、304への投入電力を約8kWに設定した。   After the conveyance speed of the long resin film 201 is 4 m / min, the composition ratio of Cu and Ni is 7: 3 as the first metal absorption layer, and the film thickness of the metal absorption layer is 20 nm. The first rotary target (Cu target) of the cathode boxes 212 and 213 is mounted on the cylindrical first magnetron sputtering cathodes 202 and 204, and the second rotary target (Ni target) is mounted. The input power to each cylindrical second magnetron sputtering cathode 203, 205 was set to about 1 kW. In addition, the metal (Cu) layer of the second layer is charged into cylindrical magnetron sputtering cathodes 302 and 304 equipped with rotary targets (Cu targets) in the cathode boxes 312 and 313 so that the film thickness is 80 nm. The power was set to about 8 kW.

成膜終了後、金属吸収層のCuとNiの組成比と膜厚を測定したところ、組成比は7:3、膜厚は20nm、金属層の膜厚は80nmであった。   After the film formation was completed, the Cu and Ni composition ratio and film thickness of the metal absorption layer were measured. The composition ratio was 7: 3, the film thickness was 20 nm, and the metal layer thickness was 80 nm.

[評 価]
自記分光光度計を用いて長尺樹脂フィルム越しに測定した金属吸収層の可視波長領域(400〜700nm)の平均反射は15%であった。
[Evaluation]
The average reflection in the visible wavelength region (400 to 700 nm) of the metal absorption layer measured through a long resin film using a self-recording spectrophotometer was 15%.

また、反応性ガスと水添加ガスを直近に導入して反応性スパッタを積極的に行った第二ロータリーターゲット(Niターゲット)と第一ロータリーターゲット(Cuターゲット)の表面を観察すると、エロージョン端部(ロータリーターゲットの端)を含めてノジュールの発生や反応生成物の堆積はほとんど観察されなかった。第二ロータリーターゲット(Niターゲット)にノジュールの発生や反応生成物の堆積がほとんど無かった理由は、反応性多元(二元)スパッタリングを適用したことで第二ロータリーターゲット(Niターゲット))が装着される各円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203、205への投入電力が約1kWと少なかった(低かった)ため、長さ1000m程度のスパッタリング成膜では影響が現れ難かったと推定している。   Moreover, when the surface of the 2nd rotary target (Ni target) and the 1st rotary target (Cu target) which carried out reactive sputter | spatter aggressively by introduce | transducing reactive gas and water addition gas immediately is observed, an erosion edge part The generation of nodules and the deposition of reaction products were hardly observed including (at the end of the rotary target). The reason why there was almost no nodule generation and no reaction product deposition on the second rotary target (Ni target) was that the second rotary target (Ni target) was installed by applying reactive multi-component (binary) sputtering. Therefore, it is estimated that the influence of the sputtering film formation with a length of about 1000 m hardly occurred because the input power to the cylindrical second magnetron sputtering cathodes 203 and 205 was as small as 1 kW (it was low).

尚、各円筒状第二マグネトロンスパッタリングカソード203、205に装着された第二ロータリーターゲット(Niターゲット)にノジュールの発生や反応生成物が堆積した場合でも、反応性ガスの供給を停止した状態で第二ロータリーターゲット(Niターゲット)に対しプレスパッタやポストスパッタを実施することにより、第二ロータリーターゲット(Niターゲット)をクリーニングできることが知られている。   Even when nodule generation or reaction products accumulate on the second rotary target (Ni target) mounted on each cylindrical second magnetron sputtering cathode 203, 205, the supply of reactive gas is stopped. It is known that the second rotary target (Ni target) can be cleaned by performing pre-sputtering or post-sputtering on the two rotary targets (Ni target).

[比較例]
図9に示す比較例に係るスパッタリング成膜装置を用いた。キャンロール400は、直径800mm、幅800mmのステンレス製で、ロール本体表面にハードクロムめっきが施されている。
[Comparative example]
A sputtering film forming apparatus according to a comparative example shown in FIG. 9 was used. The can roll 400 is made of stainless steel having a diameter of 800 mm and a width of 800 mm, and the surface of the roll body is hard chrome plated.

第1層目の金属吸収層を形成するカソードボックス412、413内には、Cu−Ni合金(組成比7:3)ロータリーターゲットが装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード402、404と、反応性ガス(O2ガス)が含まれるプロセスガス(アルゴンガス)を供給する反応性ガス供給パイプ406、409と、水添加ガスが含まれるプロセスガスを供給する添加ガス供給パイプ407、410が設けられ、かつ、各カソードボックス412、413のキャンロール400近傍には、開口部となる隙間を介して配置された遮蔽板416、417、418、419から成る遮蔽マスクを付設した。 In the cathode boxes 412 and 413 forming the first metal absorption layer, cylindrical magnetron sputtering cathodes 402 and 404 on which a Cu—Ni alloy (composition ratio 7: 3) rotary target is mounted, and a reactive gas Reactive gas supply pipes 406 and 409 for supplying process gas (argon gas) containing (O 2 gas), and additive gas supply pipes 407 and 410 for supplying process gas containing water added gas are provided, and In the vicinity of the can roll 400 of each of the cathode boxes 412, 413, a shielding mask made up of shielding plates 416, 417, 418, 419 arranged with a gap serving as an opening is provided.

第2層目の金属層を形成するカソードボックス512、513内には、ロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着された円筒状マグネトロンスパッタリングカソード502、504と、カソードボックス512、513内にプロセスガス(アルゴンガス)を供給するプロセスガス供給パイプ506、509を備えており、かつ、カソードボックス512、513のキャンロール400近傍には、開口部となる隙間を介して配置された遮蔽板516、517、518、519から成る遮蔽マスクを付設した。   In the cathode boxes 512 and 513 forming the second metal layer, cylindrical magnetron sputtering cathodes 502 and 504 mounted with a rotary target (Cu target), and in the cathode boxes 512 and 513, a process gas (argon) Process gas supply pipes 506 and 509 for supplying gas), and shielding plates 516, 517, and 518 disposed in the vicinity of the can roll 400 of the cathode boxes 512 and 513 through gaps serving as openings. A shielding mask consisting of 519 was attached.

成膜中における水分圧とAr分圧はカソードボックス412、413内の雰囲気を測定し、水添加ガスを含むプロセスガスは上述したように添加ガス供給パイプ407、410から導入している。また、成膜中における水分圧とAr分圧は四重極質量分析計で測定し、水分圧とAr分圧が0.012になるように水添加量とフィードバック制御したときの水分圧とAr分圧の比と水流量を図8に示す。   The moisture pressure and Ar partial pressure during film formation measure the atmosphere in the cathode boxes 412, 413, and the process gas containing the water addition gas is introduced from the addition gas supply pipes 407, 410 as described above. Also, the water pressure and Ar partial pressure during film formation were measured with a quadrupole mass spectrometer, and the water pressure and Ar when the water addition amount and feedback control were performed so that the water pressure and Ar partial pressure were 0.012. FIG. 8 shows the partial pressure ratio and the water flow rate.

また、長尺樹脂フィルム401には、幅600mmで長さ1000mのPETフィルムを用いた。キャンロール400を0℃に冷却制御しながら、真空チャンバーを複数台のドライポンプにより5Paまで排気した後、更に、複数台のターボ分子ポンプとクライオコイルを用いて3×10-3Paまで排気した。 The long resin film 401 was a PET film having a width of 600 mm and a length of 1000 m. While controlling the can roll 400 at 0 ° C., the vacuum chamber was evacuated to 5 Pa by a plurality of dry pumps, and further evacuated to 3 × 10 −3 Pa using a plurality of turbo molecular pumps and cryocoils. .

そして、カソードボックス412、413の反応性ガス供給パイプ406、409からArガスを400sccmおよびO2ガスを40sccm、添加ガス供給パイプ407、410から水分圧とAr分圧が0.012になるように水添加ガスが含まれるArガスを10〜15sccm導入した。また、カソードボックス512、513のプロセスガス供給パイプ506、509からArガスを400sccm導入した。 Then, 400 sccm of Ar gas and 40 sccm of O 2 gas are supplied from the reactive gas supply pipes 406 and 409 of the cathode boxes 412 and 413, and the moisture pressure and Ar partial pressure are 0.012 from the additive gas supply pipes 407 and 410. Ar gas containing water addition gas was introduced at 10 to 15 sccm. Further, 400 sccm of Ar gas was introduced from the process gas supply pipes 506 and 509 of the cathode boxes 512 and 513.

長尺樹脂フィルム401の搬送速度を4m/分にした後、第1層目における金属吸収層の膜厚が20nmになるように、カソードボックス412、413のCu−Ni合金(組成比7:3)ロータリーターゲットが装着される円筒状マグネトロンスパッタリングカソード402、404への投入電力を約3kWに設定した。また、第2層目の金属(Cu)層としてその膜厚が80nmになるようにカソードボックス512、513内のロータリーターゲット(Cuターゲット)が装着された円筒状マグネトロンスパッタリングカソード502、504への投入電力を約8kWに設定した。   After the conveying speed of the long resin film 401 is 4 m / min, the Cu—Ni alloy (composition ratio 7: 3) of the cathode boxes 412 and 413 is set so that the thickness of the metal absorption layer in the first layer is 20 nm. ) The input power to the cylindrical magnetron sputtering cathodes 402 and 404 on which the rotary target is mounted was set to about 3 kW. In addition, the metal (Cu) layer of the second layer is charged into the cylindrical magnetron sputtering cathodes 502 and 504 on which the rotary targets (Cu targets) in the cathode boxes 512 and 513 are mounted so that the film thickness becomes 80 nm. The power was set to about 8 kW.

成膜終了後、金属吸収層の膜厚は20nm、金属層の膜厚は80nmであった。   After completion of the film formation, the metal absorption layer had a thickness of 20 nm and the metal layer had a thickness of 80 nm.

[評 価]
自記分光光度計を用いて長尺樹脂フィルム越しに測定した金属吸収層の可視波長領域(400〜700nm)の平均反射は15%であった。
[Evaluation]
The average reflection in the visible wavelength region (400 to 700 nm) of the metal absorption layer measured through a long resin film using a self-recording spectrophotometer was 15%.

また、反応性ガスと水添加ガスを直近に導入して反応性スパッタを積極的に行ったCu−Ni合金(組成比7:3)ロータリーターゲットの表面を観察すると、エロージョン端部付近にノジュールの発生と反応生成物の堆積が確認され、比較例に係るスパッタリング成膜装置を用いた場合、実施例に係るスパッタリング成膜装置に較べて成膜安定性に劣ることが判明した。   In addition, when the surface of a Cu—Ni alloy (composition ratio 7: 3) rotary target that was actively subjected to reactive sputtering by introducing a reactive gas and a water-added gas most recently was observed, nodules were found near the erosion edge. Generation | occurrence | production and deposition of the reaction product were confirmed, and when the sputtering film-forming apparatus which concerns on a comparative example was used, it turned out that it is inferior to film-forming stability compared with the sputtering film-forming apparatus which concerns on an Example.

尚、塩化第二鉄水溶液をエッチング液に用いた積層膜(金属層/金属吸収層)のエッチング性を評価したところ、実施例と比較例に大きな差異はなかった。   In addition, when the etching property of the laminated film (metal layer / metal absorption layer) using a ferric chloride aqueous solution as an etching solution was evaluated, there was no significant difference between Examples and Comparative Examples.

本発明方法によれば、ロータリーターゲットの表面を清浄な状態に長時間保持できるため、ノジュールや堆積物に起因する異常放電が抑制されて異物等が付着しない薄膜を形成することができる。このため、FPD(フラットパネルディスプレイ)の表面に設置するタッチパネル用電極基板フィルムの材料に使用される積層体フィルムの製造に利用される産業上の可能性を有している。   According to the method of the present invention, the surface of the rotary target can be maintained in a clean state for a long time, so that an abnormal discharge due to nodules and deposits is suppressed, and a thin film to which foreign matter or the like does not adhere can be formed. For this reason, it has the industrial possibility utilized for manufacture of the laminated body film used for the material of the electrode substrate film for touch panels installed in the surface of FPD (flat panel display).

40,50,60,70 透明基板(樹脂フィルム)
41,43,51,53,61,63 金属吸収膜
67,68,77,78 第2金属吸収膜
42,44,52,54,62,64,72,74 金属層(スパッタリング層)
55, 56,65, 66,75, 76 金属層(湿式めっき層)
10 真空チャンバー
11 巻き出しロール
12 長尺樹脂フィルム(長尺体)
13 フリーロール
14 張力センサロール
15 前フィードロール
16 キャンロール
17,18,19,20 マグネトロンスパッタリングカソード
21 後フィードロール
22 張力センサロール
23 フリーロール
24 巻き取りロール
25、26、27、28、29、30、31、32 ガス供給パイプ
110 真空チャンバー
111 巻き出しロール
112 長尺樹脂フィルム
113 フリーロール
114 張力センサロール
115 前フィードロール
116 キャンロール
117,118,119,120 マグネトロンスパッタリングカソード
121 後フィードロール
122 張力センサロール
123 フリーロール
124 巻き取りロール
125、126、127、128、129、130、131、132 ガス供給パイプ
1A,1a 第一成膜手段
2A,2a 第二成膜手段
3A,3a 第三成膜手段
4A,4a 第四成膜手段
200 キャンロール
201 長尺樹脂フィルム
202、204 第一マグネトロンスパッタリングカソード
203、205 第二マグネトロンスパッタリングカソード
302、304 マグネトロンスパッタリングカソード
206、209,306、309 プロセスガス供給パイプ
207、210 添加ガス供給パイプ
208、211 反応性ガス供給パイプ
212、213、312、313 カソードボックス
214、215 仕切り板
216、217、218、219、316、317、318,319 遮蔽板
220,420 前フィードロール
320,520 後フィードロール
400 キャンロール
401 長尺樹脂フィルム
402、404、502、504 マグネトロンスパッタリングカソード
406、409 反応性ガス供給パイプ
407、410 添加ガス供給パイプ
506、509 プロセスガス供給パイプ
412、413、512、513 カソードボックス
416、417、418、419、516、517、518,519 遮蔽板
601,701 第一カソード室
602,702 第二カソード室
611,612 磁石
40, 50, 60, 70 Transparent substrate (resin film)
41, 43, 51, 53, 61, 63 Metal absorption film 67, 68, 77, 78 Second metal absorption film 42, 44, 52, 54, 62, 64, 72, 74 Metal layer (sputtering layer)
55, 56, 65, 66, 75, 76 Metal layer (wet plating layer)
10 Vacuum chamber 11 Unwinding roll 12 Long resin film (long body)
13 Free roll 14 Tension sensor roll 15 Front feed roll 16 Can roll 17, 18, 19, 20 Magnetron sputtering cathode 21 Rear feed roll 22 Tension sensor roll 23 Free roll 24 Winding rolls 25, 26, 27, 28, 29, 30 , 31, 32 Gas supply pipe 110 Vacuum chamber 111 Unwind roll 112 Long resin film 113 Free roll 114 Tension sensor roll 115 Front feed roll 116 Can roll 117, 118, 119, 120 Magnetron sputtering cathode 121 Rear feed roll 122 Tension sensor Roll 123 Free roll 124 Winding rolls 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132 Gas supply pipes 1A, 1a First film forming means 2 , 2a Second film forming means 3A, 3a Third film forming means 4A, 4a Fourth film forming means 200 Can roll 201 Long resin films 202, 204 First magnetron sputtering cathode 203, 205 Second magnetron sputtering cathodes 302, 304 Magnetron sputtering cathodes 206, 209, 306, 309 Process gas supply pipes 207, 210 Addition gas supply pipes 208, 211 Reactive gas supply pipes 212, 213, 312, 313 Cathode box 214, 215 Partition plates 216, 217, 218, 219 316, 317, 318, 319 Shield plate 220, 420 Front feed roll 320, 520 Rear feed roll 400 Can roll 401 Long resin film 402, 404, 502, 504 Magnetrons Attering cathode 406, 409 reactive gas supply pipe 407, 410 additive gas supply pipe 506, 509 process gas supply pipe 412, 413, 512, 513 cathode box 416, 417, 418, 419, 516, 517, 518, 519 shielding Plates 601 and 701 First cathode chamber 602 and 702 Second cathode chamber 611 and 612 Magnet

Claims (14)

長尺体を表面に接触保持させて搬送する冷却キャンロールと、該冷却キャンロール表面に対向して配置された複数のスパッタリング成膜手段を真空チャンバー内に備え、かつ、上記スパッタリング成膜手段と冷却キャンロールとの隙間部を搬送される長尺体表面に薄膜を形成すると共に、上記スパッタリング成膜手段の少なくとも一つが反応性多元スパッタリング成膜手段により構成されるスパッタリング成膜装置において、
上記反応性多元スパッタリング成膜手段が、冷却キャンロール側が開放されたカソードボックスと、該カソードボックス内の仕切り板により区画された第一カソード室および第二カソード室と、上記第一カソード室内に収容されかつ第一ターゲットが装着される第一スパッタリングカソードおよび第二カソード室内に収容されかつ第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードと、上記第一カソード室内にプロセスガスを供給するガス供給手段および第二カソード室内に反応性ガスが含まれるプロセスガスを供給するガス供給手段を備えており、上記仕切り板の先端方向でかつ冷却キャンロール近傍の空間領域において第一カソード室から飛来する第一ターゲット粒子と第二カソード室から飛来する第二ターゲット粒子を合流させて反応性多元スパッタリング成膜がなされることを特徴とするスパッタリング成膜装置。
A cooling can roll that conveys a long body in contact with the surface, and a plurality of sputtering film forming means arranged opposite to the surface of the cooling can roll are provided in a vacuum chamber, and the sputtering film forming means In the sputtering film forming apparatus in which a thin film is formed on the surface of the elongated body conveyed through the gap with the cooling can roll, and at least one of the sputtering film forming means is constituted by a reactive multi-source sputtering film forming means,
The reactive multi-source sputtering film forming means is accommodated in the cathode box opened on the cooling can roll side, the first cathode chamber and the second cathode chamber partitioned by the partition plate in the cathode box, and the first cathode chamber. And a second sputtering cathode housed in the first sputtering cathode and the second cathode chamber to which the first target is mounted and a second target is mounted, a gas supply means for supplying a process gas into the first cathode chamber, and A first target that is provided with a gas supply means for supplying a process gas containing a reactive gas in the second cathode chamber and that comes from the first cathode chamber in the space region in the direction of the tip of the partition plate and in the vicinity of the cooling can roll. Combine the particles and the second target particles flying from the second cathode chamber Sputtering apparatus, wherein a reactive multi-source sputtering deposition is performed.
複数の磁石が内部に固定配置されたマグネトロンスパッタリングカソードにより上記第一スパッタリングカソードと第二スパッタリングカソードが構成され、かつ、各磁石における上記冷却キャンロールに対向する面の中心部における法線が冷却キャンロール近傍における上記空間領域の略中心部で交わるようになっていることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング成膜装置。   The first sputtering cathode and the second sputtering cathode are constituted by a magnetron sputtering cathode in which a plurality of magnets are fixedly arranged, and the normal line at the center of the surface of each magnet facing the cooling can roll is a cooling can. The sputtering film forming apparatus according to claim 1, wherein the sputtering film forming apparatus intersects at a substantially central portion of the space region in the vicinity of the roll. 上記第二ターゲットを装着する第二スパッタリングカソードが円筒状マグネトロンスパッタリングカソードで構成され、かつ、上記第二ターゲットがロータリーターゲットで構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のスパッタリング成膜装置。   3. The sputtering film formation according to claim 1, wherein the second sputtering cathode on which the second target is mounted is constituted by a cylindrical magnetron sputtering cathode, and the second target is constituted by a rotary target. apparatus. 開口部を有する遮蔽マスクが上記カソードボックスの冷却キャンロール近傍位置に配置され、かつ、遮蔽マスクの開口部が冷却キャンロール近傍の上記空間領域に位置整合されていることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング成膜装置。   2. The shielding mask having an opening is disposed near the cooling can roll of the cathode box, and the opening of the shielding mask is aligned with the space area near the cooling can roll. The sputtering film-forming apparatus described in 1. 真空チャンバー内に設けられた冷却キャンロール表面に長尺体を接触保持させて搬送すると共に、該冷却キャンロール表面に対向して配置された複数のスパッタリング成膜手段により長尺体表面に薄膜を形成し、かつ、上記スパッタリング成膜手段の少なくとも一つを反応性多元スパッタリング成膜手段で構成したスパッタリング成膜方法において、
上記反応性多元スパッタリング成膜手段が、冷却キャンロール側が開放されたカソードボックスと、該カソードボックス内の仕切り板により区画された第一カソード室および第二カソード室と、上記第一カソード室内に収容されかつ第一ターゲットが装着される第一スパッタリングカソードおよび第二カソード室内に収容されかつ第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードと、上記第一カソード室内にプロセスガスを供給するガス供給手段および第二カソード室内に反応性ガスが含まれるプロセスガスを供給するガス供給手段を備えており、上記仕切り板の先端方向でかつ冷却キャンロール近傍の空間領域において第一カソード室から飛来する第一ターゲット粒子と第二カソード室から飛来する第二ターゲット粒子を合流させて反応性多元スパッタリング成膜を行うことを特徴とするスパッタリング成膜方法。
The long body is transported while being held in contact with the surface of the cooling can roll provided in the vacuum chamber, and a thin film is formed on the surface of the long body by a plurality of sputtering film forming means arranged to face the cooling can roll surface. In a sputtering film forming method comprising: forming and forming at least one of the sputtering film forming means by a reactive multi-source sputtering film forming means;
The reactive multi-source sputtering film forming means is accommodated in the cathode box opened on the cooling can roll side, the first cathode chamber and the second cathode chamber partitioned by the partition plate in the cathode box, and the first cathode chamber. And a second sputtering cathode housed in the first sputtering cathode and the second cathode chamber to which the first target is mounted and a second target is mounted, a gas supply means for supplying a process gas into the first cathode chamber, and A first target that is provided with a gas supply means for supplying a process gas containing a reactive gas in the second cathode chamber and that comes from the first cathode chamber in the space region in the direction of the tip of the partition plate and in the vicinity of the cooling can roll. Combine the particles and the second target particles flying from the second cathode chamber Sputtering method and performing a reactive multi-source sputtering deposition.
複数の磁石が内部に固定配置されたマグネトロンスパッタリングカソードにより上記第一スパッタリングカソードと第二スパッタリングカソードを構成し、かつ、各磁石における上記冷却キャンロールに対向する面の中心部における法線が冷却キャンロール近傍における上記空間領域の略中心部で交わるようにしたことを特徴とする請求項5に記載のスパッタリング成膜方法。   The first sputtering cathode and the second sputtering cathode are configured by a magnetron sputtering cathode in which a plurality of magnets are fixedly arranged, and the normal line at the center of the surface of each magnet facing the cooling can roll is a cooling can. 6. The sputtering film forming method according to claim 5, wherein the layers intersect at a substantially central portion of the space region in the vicinity of the roll. 上記第二ターゲットが装着される第二スパッタリングカソードを円筒状マグネトロンスパッタリングカソードで構成し、かつ、上記第二ターゲットをロータリーターゲットで構成したことを特徴とする請求項5または6に記載のスパッタリング成膜方法。   The sputtering film formation according to claim 5 or 6, wherein the second sputtering cathode on which the second target is mounted is constituted by a cylindrical magnetron sputtering cathode, and the second target is constituted by a rotary target. Method. 上記反応性ガスが酸素ガスまたは窒素ガスであることを特徴とする請求項5に記載のスパッタリング成膜方法。   6. The sputtering film forming method according to claim 5, wherein the reactive gas is oxygen gas or nitrogen gas. 上記反応性ガスが酸素ガスで構成され、かつ、反応性ガスに水若しくは水素が含まれていることを特徴とする請求項5または8に記載のスパッタリング成膜方法。   The sputtering film forming method according to claim 5 or 8, wherein the reactive gas is composed of oxygen gas, and the reactive gas contains water or hydrogen. 上記第一カソード室内に収容する第一ターゲットを銅ターゲットで構成し、第二カソード室内に収容する第二ターゲットを銅以外の添加用金属ターゲットで構成することを特徴とする請求項5に記載のスパッタリング成膜方法。   The first target accommodated in the first cathode chamber is constituted by a copper target, and the second target accommodated in the second cathode chamber is constituted by a metal target for addition other than copper. Sputtering film forming method. 上記添加用金属ターゲットを、Ti、Al、V、W、Ta、Si、Cr、Ag、Mo、Mn、Ni、Co、Znより選ばれる1種以上の金属で構成することを特徴とする請求項10に記載のスパッタリング成膜方法。   The additive metal target is composed of one or more metals selected from Ti, Al, V, W, Ta, Si, Cr, Ag, Mo, Mn, Ni, Co, and Zn. 10. The sputtering film forming method according to 10. 第一スパッタリングカソードと第二スパッタリングカソードへの投入電力または投入電流を調整して、銅に対する上記添加用金属の混合比が3〜40%となる銅合金薄膜を形成することを特徴とする請求項11に記載のスパッタリング成膜方法。   The copper alloy thin film in which the mixing ratio of the additive metal to copper is 3 to 40% is formed by adjusting the input power or input current to the first sputtering cathode and the second sputtering cathode. The sputtering film-forming method of 11. 透明な樹脂フィルムから成る長尺体と、長尺体の少なくとも片面に形成された積層膜とで構成され、かつ、上記積層膜が、長尺体側から数えて第1層目の金属吸収層と第2層目の銅層と第3層目の金属吸収層を有する積層体フィルムの製造方法において、
第1層目の金属吸収層と第3層目の金属吸収層を、請求項5〜12のいずれかに記載のスパッタリング成膜方法で形成することを特徴とする積層体フィルムの製造方法。
It is composed of a long body made of a transparent resin film and a laminated film formed on at least one side of the long body, and the laminated film is a first metal absorption layer counted from the long body side, In the manufacturing method of the laminated body film which has the copper layer of the 2nd layer and the metal absorption layer of the 3rd layer,
A method for producing a laminate film, wherein the first metal absorption layer and the third metal absorption layer are formed by the sputtering film forming method according to claim 5.
第1層目の金属吸収層と第3層目の金属吸収層の各膜厚を15nm〜30nmの範囲に設定することを特徴とする請求項13に記載の積層体フィルムの製造方法。   14. The method for producing a laminate film according to claim 13, wherein the film thicknesses of the first metal absorption layer and the third metal absorption layer are set in a range of 15 nm to 30 nm.
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